隨著FPGA的密度越來(lái)越高,，設(shè)計(jì)者們正在節(jié)能降耗方面取得越來(lái)越多的進(jìn)展,。出現(xiàn)降低功耗這一趨勢(shì)的另一個(gè)原因是FPGA正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于智能手機(jī)、媒體播放器,、游戲機(jī),、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備以及數(shù)碼相機(jī)/攝像機(jī)等便攜式設(shè)備當(dāng)中。對(duì)于消費(fèi)電子設(shè)備以及醫(yī)療,、工業(yè),，甚至軍事設(shè)備來(lái)說(shuō)，功耗也許算是選擇FPGA時(shí)最重要的因素了,。系統(tǒng)可靠性的提高和易升級(jí)性也是需要考慮的重要因素,。選擇過(guò)程中的其他標(biāo)準(zhǔn)還包括成本、容量,、性能,、功能、功率和封裝等,。

　　基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有4個(gè)主要的功耗組成部分：

　　浪涌功耗

　　配置功耗

　　編程后靜態(tài)功耗

　　動(dòng)態(tài)功耗

　　FPGA器件的功耗組成和降耗技術(shù)由于器件所采用的根本技術(shù)的差異而有所不同,，比如有SRAM,、混合SRAM、Flash和抗熔FPGA技術(shù)等,?；赟RAM的FPGA器件包含了所有四個(gè)主要功耗組成部分，而具有非易失性的flash和抗熔FPGA則只有兩個(gè)主要的功耗組成部分（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗）,。

　　浪涌功耗——當(dāng)基于SRAM的FPGA通電時(shí),，就會(huì)引起電流尖峰，這是因?yàn)橐资許RAM晶體管最初的邏輯狀態(tài)不確定,。這種電流就是浪涌電流,，并且為數(shù)百毫安級(jí)?；贔lash的FPGA由于采用了“上電即寫(xiě)入（LAPU）”的配置方式,，因此浪涌功耗非常小。

　　配置功耗——配置功耗發(fā)生在SRAM FPGA寫(xiě)入程序的時(shí)候,，這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)加電啟動(dòng)并從flash或者EEPROM存儲(chǔ)器中下載比特流數(shù)據(jù),。通常配置時(shí)間為幾百毫秒，并且電流強(qiáng)度為數(shù)百毫安,。

　　后編程靜態(tài)功耗——該功耗是由于FPGA上大量的晶體管在器件沒(méi)有進(jìn)行任何工作時(shí)也會(huì)出現(xiàn)少量的漏電流,。這種漏電流在采用深亞微米技術(shù)制造的器件中占到了功耗量的很大一部分。而基于Flash的FPGA不需要任何“保持電流”來(lái)維持配置數(shù)據(jù),，因此與其他任何類(lèi)型的FPGA相比,，其靜態(tài)功耗都是最低的。

　　動(dòng)態(tài)功耗——該功耗是器件正在工作的時(shí)候邏輯單元的開(kāi)關(guān)電流引起的,。動(dòng)態(tài)功耗與工作電壓和開(kāi)關(guān)頻率成正比,。

　　FPGA節(jié)能技巧

　　選擇基于Flash的FPGA，因?yàn)樗钦嬲膯涡酒鉀Q方案,，無(wú)需配置支持,，不存在浪涌功耗，而且靜態(tài)功耗低,。

　　選擇具有低功耗模式的FPGA，也稱(chēng)為睡眠模式,，在該模式下時(shí)鐘服務(wù)電路處于關(guān)閉狀態(tài),，而且I/O被禁用，同時(shí)器件狀態(tài)保持不變,。這就極大地降低了靜態(tài)功耗,。

　　系統(tǒng)時(shí)鐘頻率對(duì)于FPGA器件的總體功耗有巨大的影響。時(shí)鐘頻率與帶寬性能有直接的關(guān)系,，但是為了在功耗和吞吐量之間實(shí)現(xiàn)最佳的平衡,，可以為不需要快速時(shí)鐘的元件提供一個(gè)較慢的始終頻率,。對(duì)于那些與帶寬密切相關(guān)的元件，則提供更快的時(shí)鐘頻率,。

圖：易失性存儲(chǔ)器FPGA與非易失性存儲(chǔ)器FPGA功耗曲線圖