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数字集成电路低功耗物理实现技术与UPF(16)

来源:网络收集 时间:2021-04-05 下载这篇文档 手机版
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至于频率Scaling,则是在应用过程中可以减少频率,以减少翻转率,达到低功耗应用的需求。

Scaling的使用最好不要超过标准单元库的10%,否则结果完全不可行,同时如果采用CCS 格式的电流源模型Liberty,则Scaling结果会比普通的NLDM格式Liberty更精确一些。3.3 其他未提及工艺

实际上,上述提到的2种工艺范围,甚至是现在已有的所有工艺技术,从本质上想进行低功耗设计,其思路都是一致的,方法无外乎关断电源、低压驱动(多电压混合设计)、Multi-VT等方法,只是当工艺尺寸下降到一定程度后,IP提供商能提供足够的数据,使EDA工具直接使用,减少工程师重复劳动的工作量。

所以低功耗设计,首先应该从系统设计下手,在一个设计中,应该使用怎样的低功耗策略,采用那种工艺尺寸,有没有合适的单元库,如果没有库,是否自己可以设计,这些都必须首先考虑清楚。而工具,只是为了帮助我们实现自己的想法。

4.0 一个低功耗设计实现的例子

这里提供一个DEMO(pl8051_extend_chip),可以使读者更快的理解低功耗设计的基础。下图所示,是该设计的功能结构图:

图 4-1 pl8051_extend_chip功能结构图

由图 4-1可以看出,整个设计主要是由一个8051控制器,通过SFR总线对其他模块进行控制,U_Des是一个算法模块,U_Pcu是功耗控制单元(Power Control Unit)。整个设计都在Clk的控制下进行工作,只有U_Des工作在ClkF下。

这里假设Clk(28ns)是ClkF(7ns)的4分频时钟,且与ClkF同源同向,这样才可以保证U_Des控制的正确性。

由于U_Des需要在较快的频率下工作,因此需要对U_Des进行一些特殊的设计,也就是对整个设计进行低功耗设计,如下所示:

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