FPGA工作速度随温度和电压的变化探讨

本来是面试题问道的,当时想没怎么想,根据常识答了个电压越高速度越快,温度越低速度越快。心里想着不是CPU高电压版的主频都更快嘛。然后还有更快的频率要用液氮去冷却。
后来到深圳实习,有机会接触到Xilinx的FAE,就问了他。他说的完全颠覆了我的认知。对于电压:在工作范围内,电压越低跑得越快。解释是电压越高,而斜率是固定的,上升时间会越长。对于温度:温度越低也是能够跑得越快,如果在室温情况下已经是Fmax在跑了,那么升高温度肯定时序不满足了。
这两个解释都能让人信服,但我觉得可能考虑的不是很全面,又去Google相关的资料。
找到一篇Altera的时序模型的文章,说他们的工具怎么去进行时序分析,怎么保证设计时序的可靠性。其中提到原始时序数据的测量,在下面的条件下测得

这里写图片描述

最终的结论是在室温工作室,温度升高,时序变差。由于逆温现象,温度降到0°时时序也会变差。总结:中间好,两头差。所以随温度变化的影响是没有争议的。在工作范围内,电压越高,电子移动速度越快,时序越好。这一点跟FAE所说的不一致,先作为一个疑问吧。

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