fpga_torture
Initial release
這是一個簡單的設計，可以通過消耗所有可用邏輯資源（LUTS + FFS）來強調FPGA利用率。該設計實現了修改的Galois LFSR，以生成許多“混亂”的切換活動 /動態功耗，以應對fpga電源。
測試最大利用率 /功率要求的大多數概念都使用一個簡單的移位寄存器，每個FF（flip flop /寄存器）在每個週期中都可以切換。這些概念完全基於FF，但也提供了最大的切換活動（僅在FFS中）。 fpga_torture還基於消費所有可用的FF。此外，它還包括所有可用的LUTS（查找表），以利用FPGA的所有通用邏輯資源來生產更現實的用例。此外，由此產生的切換活動更加混亂（無單調切換）也提供了更現實的行為。
VHDL代碼提供了技術 - 靜態描述，該描述不使用任何原始屬性，屬性或其他設備/平台特定的元素。它已在晶格（Radiant，Sinplifypro）和Intel（Quartus Prime）FPGA上進行了測試。
fpga_torture設計基於寄存器鏈，該寄存器鏈基本上實現了“圓形”修改的Galois LFSR（線性反饋移位寄存器）。鏈的大小由Designs NUM_CELLS通用定義。每個細胞由FF和LUT組成。 LUT在鏈位置我使用前三個FF的輸出來計算單元格的下一個值：
chain(i) <= combine_f(chain(i-3), chain(i-2), chain(i-1));
所有輸入的邏輯XOR用作組合函數（ combine_f() ）。
技術視圖（剪切，Quartus Prime）：通過使用前三個寄存器chain[3] ， chain[4]和chain[5]的狀態通過一個LUT計算寄存器chain[6] ，並通過XOR組合它們：
鏈的開頭使用額外的FF，該FF將每個時鐘週期切換為“啟動”鏈條。在短暫的“初始化”時間之後，鏈以偽隨機方式振盪，產生了非常高的混亂開關活動和動態功耗。
頂級實體是rtl/fpga_torture.vhd ：
entity fpga_torture is
generic (
NUM_CELLS : positive -- number of LUT3+FF elements
);
port (
clk_i : in std_ulogic ; -- clock input
rstn_i : in std_ulogic ; -- low-active async reset
out_o : out std_ulogic -- dummy output (LED or unconnected FPGA pin)
);
end fpga_torture ;如果目標FPGA通過Bitstream支持FF初始化，則重置信號rstn_i是可選的。在這種情況下， rstn_i信號可以綁定到1 。需要out_o輸出信號以防止合成工具刪除整個設計邏輯。將此信號連接到一些非批判性的FPGA輸出引腳，例如LED或未連接的FPGA引腳。
進行合成之前，請使用TestBench仿真/測試NUM_CELLS的配置。一些NUM_CELLS值（例如32）會導致最大的切換活動（所有FF在每個週期中都在切換）。
這些項目提供了一個簡單的測試台（ sim/fpga_torture_tb.vhd ），可以通過GHDL通過提供腳本（ sim/ghdl.sh ）模擬該項目：
fpga_torture/sim$ sh ghdl.sh
模擬將使用100MHz時鐘以1ms的速度運行。波形數據存儲到sim/fpga_torture.vcd因此可以使用GTKWAVE查看：
fpga_torture/sim$ gtkwave fpga_torture.vcd
鏈的總大小由NUM_CELLS通用定義。該設計將需要NUM_CELLS+1 ffs（寄存器）和NUM_CELLS+2 lut3s（查找表，每個3輸入）。一些FPGA/工具鏈也可能會引入一些其他路線。
映射示例：Lattice iCE40UP5K-UWG30ITR FPGA，sinplifypro， NUM_CELLS = 5278
Number of slice registers: 5279 out of 5280 (100%)
Number of I/O registers: 0 out of 63 (0%)
Number of LUT4s: 5280 out of 5280 (100%)
Number of logic LUT4s: 5280
Number of ripple logic: 0 (0 LUT4s)
Number of IO sites used: 3 out of 21 (14%)
Number of Clocks: 1
Net clk_i_c: 5279 loads, 5279 rising, 0 falling (Driver: Port clk_i)
Number of LSRs: 1
Net rstn_i_c_i: 5279 loads, 5279 SLICEs
