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现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array),作为可编程器件进一步发展的产物,因其灵活性强、开发周期短、研发成本低、易于维护等特点,被广泛应用于当今时代的众多领域。随着集成电路的飞速发展,FPGA的功能不断完善,其内部资源也被不断丰富,相应地内部资源所产生的功耗也越来越大,而功耗引发的热点问题对FPGA器件可靠性的影响引起了研究人员的广泛关注。为了能够准确地预估功耗引发的热点问题,需要对FPGA内部资源的功耗进行较为精确的评估。本研究针对FPGA功耗评估精确度的问题,提出了一种建立FPGA功耗评估模型的数学方法,旨在建立从设计代码到功耗映射的评估模型,既能够有效屏蔽复杂底层电路带来的影响因素,又能够准确高效地实现FPGA不同电路设计的功耗评估。首先根据FPGA内部资源的结构特点结合相应的分层策略对FPGA内部资源进行层次划分,搭建用于资源功耗评估的基础模型框架,然后针对最小单元电路进行不同设计参数下相应的功耗样本采集,通过数学方法对不同设计特性下的功耗数据样本进行降维处理,提取多维度的功耗评估数学模型,最后结合硬件电路平台进行物理板级测试,依照测试结果对模型进行修正和再验证。使用该方法建立的FPGA功耗评估模型可满足热点分析中对FPGA功耗评估精确度的需求,经测试,该功耗评估模型的评估精确度与硬件平台测试结果误差率仅在10%左右。本文完成的工作主要体现在以下几个方面:1、分析了CMOS单元电路的功耗组成,并引出了对FPGA内部资源功耗组成的分析和研究;2、根据上述理论分析,结合FPGA内部资源的组成特点,建立了具有层次结构的FPGA功耗评估模型基础框架;3、针对划分的FPGA内部资源最小单元电路进行了功耗数据样本采集,根据大量样本提取相应的功耗评估数学模型,并结合FPGA内部资源的分层策略,通过逐级向高层抽取的方式,建立具有整芯片评估功能的功耗模型;4、搭建用于FPGA功耗评估的硬件平台,对提出的功耗评估模型进行修正和再验证,通过计算模型的评估精度证实了模型的可用性;5、总结上述工作,提出了具有工程实用性的FPGA功耗评估模型的建立方法。