Hitastjórnun fyrir FPGA

FPGA er ómissandi hluti nútíma rafeindatækni. FPGAs leyfa sveigjanlegar og sérhannaðar hringrásir sem geta knúið forrit allt frá rafiðnaði til neytenda rafeindatækni. Hins vegar hefur FPGA árangur oft áhrif á hitauppstreymi, þegar hitinn sem myndast af rafrásum þess og ekki var hægt að fjarlægja í tíma, sem myndi valda ofhitnun og hefur mikil áhrif á FPGA frammistöðu. Til að bæta árangur FPGA er hitastjórnun nauðsynleg og skylda. Blow er helstu tegundir kælilausna fyrir FPGA og hvernig þær virka.

Virk varmalausn

Virk kæling er ein helsta gerð FPGA varmalausna. Virk kæling er lausn sem notar afl til að kæla FPGA, svo sem viftur, vökvakælidælur eða hitarafmagnskælingu. Viftur eru ein algengasta virka kælilausnin. Þau eru tiltölulega ódýr og auðveld í uppsetningu, en eru hávær og þurfa reglubundið viðhald. Vökvakælikerfi nota vökva, eins og vatn eða annan kælivökva, til að flytja varma frá FPGA í hitavask. Vökvakæling er skilvirkari en loftkæling, en hún getur verið flóknari og dýrari. Hitaraafskæling notar raforku til að flytja varma frá annarri hlið hitaeiningarinnar til hinnar. Þessi kæliaðferð er skilvirk, en hún er dýr og krefst stöðugrar aflgjafa.

Óvirk varmalausn

Óvirk kæling er önnur aðal FPGA varmalausn. Óvirkar kælilausnir nota enga aukaorku til að kæla FPGA, heldur þessa tegund af hitauppstreymi sem byggir á náttúrulegu loftflæði og eiginleikum hitaupptökuefna. Hitavaskar og varmaviðmótsefni eru tvær algengar óvirkar kælilausnir. Hitavaskur er málmbúnaður með uggum sem eru festir við FPGA til að gleypa og dreifa hita. Þau eru tiltölulega ódýr og auðveld í uppsetningu, en virkni þeirra fer eftir stærð og hönnun hitavasksins. Hitapúði er þunnt lak af efni sem flytur hita frá FPGA yfir í hitavaskinn. Auðvelt er að setja þau upp og þurfa ekkert viðhald, en virkni þeirra takmarkast af leiðni efnisins.

Fínstilltu varmastjórnun

Þó að bæði virkar og óvirkar varmalausnir séu árangursríkar er einnig mikilvægt að hámarka hitastjórnun á annan hátt. Ein áhrifaríkasta leiðin til að hámarka hitastjórnun er að hanna FPGA með hitauppstreymi. Þetta er hægt að ná með því að lágmarka stærð og þéttleika hringrása, nota efni með mikla hitaleiðni og útfæra hitaskynjara og stjórnkerfi til að stjórna hitastigi.

Önnur leið til að hámarka hitastjórnun er að stjórna umhverfishita umhverfisins þar sem FPGA verður notað. Með því að halda umhverfishitastigi eins lágum og mögulegt er með því að nota loftkælingu eða setja FPGA í svalt umhverfi eykur skilvirkni kælilausnarinnar og dregur úr hættu á hitaskemmdum.

Hitastjórnun er mikilvæg fyrir FPGA. Bæði virkar og óvirkar kælilausnir eru áhrifaríkar aðferðir fyrir FPGA, hvernig á að velja bestu varmalausnina er byggt á hitakröfum FPGA eins og afl, pláss og hámarkshitastig. Söfnun upplýsinganna til að hanna besta hitaupptökuna fyrir FPGA til að tryggja að FPGA virki á skilvirkan hátt.