怎么监控FPGA内部的温度和电压变化情况

FPGA设计的时候，我们需要考虑功耗，功耗自然与温度相关，还需要考虑电源供电电压的稳定性以满足高低温的环境，有没有考虑过，怎么监控FPGA内部的温度和电压变化情况，这对项目的优化和评估用处很大，Xilinx的7系列内部集成ADC有这个功能，Altera的MAX系列内部集成ADC也有这个功能（如下图），现在以Xilinx来学习这个技能。

其实，在Xilinx 7系列的FPGA中有一个IP核XADC，它可以用来监控FPGA的内部温度以及内核等各种供电电压，当然也可以用来做外部低速的ADC采样，例如ADC型按键的功能实现。其中，官网的介绍如下：

按照之前IP核学习方法（SelectIO）新IP核学习的正确打开方式。首先，新建一个IP核，如下图：

可以查阅用户文档来配置需要的配置：可以选择AXI总线接口，ADC通道选择，ADC采样模式，ADC采样率，监控的温度设定等：

接着，我们可以通过新建的IP来查看对应的帮助文档，打开Example工程来学习IP中对应的时序关系，前者是帮助学习文档，后者是例程使用情况，基本满足学习和使用。

打开例程工程后，我们可以查看工程源代码和仿真TestBench来学习，对工程进行更详细的研究和IP核更详细的理解。如果有配置不太理解的话，可以重新配置IP核后再打开新的Example工程来查看其中的变化。

下面是硬件实际调试的时候，通过JTAG来实时读取FPGA里面的温度变化曲线图，也可以读取各种电压的变化情况来显示，如下图：

XADC的这个功能还是非常有用的，目前想到的应用情况包括：

监控FPGA内部温度，评估项目散热；

监控FPGA的各种供电情况，评估电源设计；

替代外设低速ADC采样，节省外设硬件。