随着工艺技术越来越小型化、越来越快速，通常会增加功耗，这时在功耗和效能上往往必须有所取舍，因而器件功耗一直是半导体业的首要课题。来自Xilinx 的新型Virtex-4 FPGA 采用创新的架构特性和先进的IC 设计技术，可以在显著降低功耗的同时，依然不损害其性能，且和90 nm 工艺技术特征尺寸减小的趋势不谋而合。本文将探讨Xilinx IC设计者如何在高性能Virtex-4 FPGA中实现很高的功率效率。
功耗主要有两部分构成：静态功耗和动态功耗。静态功耗主要由晶体管漏电流决定。该电流在资料手册中列出时，用ICCINTQ 表示，是指从VCCINT 电源流入FPGA 内核的电流。动态功耗来自于FPGA 内核晶体管开关功耗和I/O 的开关功耗。动态功耗由节点电容、电源电压、开关频率决定，遵循基本公式P=CV2f。
即便是和Virtex-II Pro器件相较，Virtex-4器件中的静态和动态功耗也已大幅降低，Virtex-4产品系列在几个关键方面降低了功耗。与130 nm Virtex-II Pro FPGA和其它90 nm FPGA 相比，每个CLB 的功耗降低了一半，静态功耗降低了40%，动态功耗降低了50%。而且，与在可配置逻辑模块和可编程互联机中实现同样的功能相比，Virtex-4 FPGA中的某些硬逻辑功能将功耗降低了80%～9 5 % 。
降低功耗的优势
此外，全面的功耗计算工具可以随时帮助预先了解Xilinx FPGA在其工作条件下的功耗。降低功耗的好处包括简化产品的散热设计，以及使电源设计变得更容易(见图1)。
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降低散热要求：当器件或系统的功耗降低时，使用的散热器更小，或者有时根本不用散热器。由于对气流和风扇尺寸的要求降低，散热系统设计也更简单。 -
更容易的电源设计：您也可以使用更小的电源电路、减少使用的器件数目。占用更小的PCB面积，让您能降低电源系统的成本。而且，由于器件消耗的功率更低，通过降低FPGA 芯片的温度，可以实现更高的可靠性。
在90 nm 技术中减小晶体管的尺寸，对功耗有几个方面的影响。最大的潜在问题存在于静态功耗方面。如前所述，静态功耗由晶体管漏电流决定。不巧的是，沟道泄漏电流随晶体管尺寸的减小而增加。对于低VT晶体管(VT 指栅极和漏极之间的阈值电压)，尤其如此。
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