基于16 nm FinFET工艺FPGA的低功耗PCIe Gen3性能研究

大数据时代对高速总线的高带宽、低延时及高灵活性有更苛刻的要求,高速串行总线(PCIe)与FPGA的集成能够满足新兴领域的需求,但需要对其在高温和低温下的性能稳定性及低功耗性进行探究。以16 nm FinFET工艺SRAM型FPGA为对象,搭建针对低功耗PCIe第三代(Gen3)的高速通信的性能测试、温升测试以及高温及低温功耗测试方案。测试结果表明,在通信过程中被测电路与CPU通信稳定,读、写速率分别可达3907 MB/s、4430 MB/s,达到理论最大带宽的54.1%、61.4%;被测电路温升不显著,常温下电路的表面温度比对照电路低18.4%;其在高温125℃下的功耗比对照电路低41.9%。该工艺下的电路能够稳定运行PCIe Gen3总线,并在低功耗、低发热状态下实现高质量的信号传输。