前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)低功耗設(shè)計(jì)論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來(lái)啟發(fā)，助您在寫(xiě)作的道路上更上一層樓。

第1篇

2月7日~11日在舊金山舉辦的2010 ISSCC,以“感知未來(lái)”為主題,向觀眾展示了集成電路的前沿進(jìn)展、未來(lái)的技術(shù)方向以及“后CMOS時(shí)代”硅半導(dǎo)體技術(shù)的替代者。

集成電路發(fā)展的見(jiàn)證者

時(shí)至今日,由IEEE(國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì))舉辦的ISSCC已經(jīng)走過(guò)了57個(gè)年頭。集成電路歷史上一些里程碑式的創(chuàng)新大都會(huì)在ISSCC上首次公布:從1962年仙童公司的TTL(晶體管-晶體管邏輯)電路開(kāi)辟了數(shù)字電路的集成時(shí)代,到1968年泰克公司的集成放大器將模擬電路帶入集成時(shí)代,再到1974年英特爾公司的8位處理器開(kāi)啟了計(jì)算普及之門(mén);更不用說(shuō)多核、高性能CPU、低功耗技術(shù)、視頻處理器、可編程DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、WiFi、藍(lán)牙、CCD圖像傳感器等人們耳熟能詳?shù)男畔⒓夹g(shù)。

本次會(huì)議設(shè)有10個(gè)議題:低功耗數(shù)字技術(shù)、高性能數(shù)字技術(shù)、存儲(chǔ)器、模擬、射頻、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、無(wú)線、有線、圖像/顯示/微電子機(jī)械系統(tǒng)/醫(yī)療和技術(shù)方向。

根據(jù)ISSCC公布的論文統(tǒng)計(jì),來(lái)自世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的半導(dǎo)體企業(yè)和高校等研究機(jī)構(gòu)共向大會(huì)提交了638篇論文,其中有210篇被大會(huì)錄用。這兩個(gè)數(shù)字分別略高于2009年的582篇和203篇,稍低于2008年的656篇和237篇。從地域上看,北美和歐洲的論文數(shù)在國(guó)際金融危機(jī)最為嚴(yán)重的2008年也處于谷底,分別為78篇和52篇,而今年則達(dá)到86篇和59篇。從機(jī)構(gòu)分布上看,在會(huì)議上達(dá)到或超過(guò)4篇的共有15家,其中英特爾以13篇位居其首,而產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界分別以51%和49%的比例在論文數(shù)量上平分秋色。

從注冊(cè)觀眾上,今年的觀眾數(shù)量較2009年提高了一成。集成電路產(chǎn)業(yè)歷來(lái)是整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)的風(fēng)向標(biāo),此次會(huì)議在論文和觀眾數(shù)量上都有所回升,這對(duì)于整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)是個(gè)好消息。

我國(guó)內(nèi)地是在2005年、2006年和2008年分別由新濤科技(上海)有限公司、中科院半導(dǎo)體所和清華大學(xué)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高校在ISSCC上論文的零突破。

高性能處理器龍爭(zhēng)虎斗

高性能處理器依舊是ISSCC的熱門(mén)之一,英特爾與AMD、IBM與Sun這兩對(duì)“冤家對(duì)手”,各自在會(huì)議上亮出自家的“鎮(zhèn)山之寶”。

32nm處理器成為英特爾與AMD比武的擂臺(tái)。英特爾在其《Westmere:32nm IA處理器家族》的論文中,披露了32nm 處理器Westmere系列的技術(shù)細(xì)節(jié)。Westmere在性能上從45nm處理器Nehalem的4內(nèi)核/8線程提升到6內(nèi)核/12線程,L3 緩存從8MB提升到12MB,晶體管數(shù)量則從7.31億個(gè)增加到11.7億個(gè)。得益于32nm制程技術(shù),6個(gè)內(nèi)核的Westmere的芯片面積(240mm2)甚至略小于4個(gè)內(nèi)核的Nehalem(262mm2)。Westmere還在電源輸入端引入了反諧振電路和LC濾波器,以降低電源噪聲對(duì)QPI總線和DDR時(shí)鐘的干擾。

AMD沒(méi)有出現(xiàn)在ISSCC統(tǒng)計(jì)的論文達(dá)到或超過(guò)4篇的統(tǒng)計(jì)名單中,它在《32nm SOI CMOS下實(shí)現(xiàn)的x86-64內(nèi)核》的論文中介紹了未來(lái)AMD 32nm處理器內(nèi)核的一些特征:采用SOI技術(shù),主頻超過(guò)3GHz,單個(gè)內(nèi)核的功耗控制在2.5W~25W之間。

在RISC處理器上,IBM了性能較之上代產(chǎn)品POWER 6有近5倍提升的處理器POWER 7,這種計(jì)算性能的大幅提升,在當(dāng)今處理器的更新?lián)Q代中還是罕見(jiàn)的。POWER 7擁有8個(gè)內(nèi)核,每個(gè)內(nèi)核含4個(gè)線程。POWER 7采用45nm SOI工藝,它將原有外置的L3緩存集成到芯片上,每個(gè)內(nèi)核擁有4MB的L3緩存,整個(gè)芯片的L3緩存高達(dá)32MB,芯片面積為467mm2。

被Oracle納入旗下的Sun在會(huì)上介紹了UltraSPARC家族的下一代產(chǎn)品的技術(shù)特征:采用40nm制程、16內(nèi)核、128線程。這一信息的披露給UltraSPARC的用戶帶來(lái)些許的安慰,但Sun能否將其付諸實(shí)施,那還要Oracle說(shuō)了算。

英特爾還在會(huì)上介紹了采用SoC(片上系統(tǒng))技術(shù)的48內(nèi)核處理器Message passing。這款被稱(chēng)之為“SCC”(單芯片云計(jì)算)的處理器,除了在數(shù)據(jù)吞吐方面獨(dú)具匠心外,其工作頻率和電壓分別設(shè)有28檔和8檔,可以分別獨(dú)立調(diào)節(jié),從而有效地降低了功耗。

綜觀高端處理器設(shè)計(jì),各家都有自己的獨(dú)門(mén)絕技,而各家共同關(guān)注的依舊是在降低功耗的同時(shí)通過(guò)增加內(nèi)核數(shù)量來(lái)提升整體性能。

低功耗處理器跨越1GHz門(mén)檻

與高端處理器將對(duì)性能的追求放在首位不同,降低功耗成為低功耗處理器的第一訴求。如今,伴隨著智能手機(jī)、消費(fèi)電子產(chǎn)品以及其他嵌入式應(yīng)用的發(fā)展,性能的提升已經(jīng)成為低功耗處理器亟待解決的問(wèn)題。

以未來(lái)智能手機(jī)的需求為例,它要求具有主頻到達(dá)GHz量級(jí),高達(dá)100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率,而且智能手機(jī)的總功耗應(yīng)該限制在1W水平上。通常,功耗和計(jì)算性能如同魚(yú)與熊掌一樣不可兼得。于是,一些創(chuàng)新的技術(shù)被引入低功耗處理器的設(shè)計(jì)之中。

英特爾在本次ISSCC上介紹了一種采用45nm工藝的自適應(yīng)處理器原型。這種處理器內(nèi)核應(yīng)用錯(cuò)誤診斷和錯(cuò)誤恢復(fù)電路,實(shí)現(xiàn)了降低電壓和提高主頻兩個(gè)目的,該處理器在0.8伏這個(gè)超低的、接近門(mén)限電壓的工作電壓下,性能提高了22%。與此同時(shí),該芯片1.3GHz的主頻也使得低功耗處理器的主頻突破了1GHz的門(mén)檻。

英國(guó)ARM公司介紹了Razor技術(shù),Razor具有時(shí)序錯(cuò)誤探測(cè)、錯(cuò)誤恢復(fù)和電壓-頻率調(diào)節(jié)功能。采用這一技術(shù)的65nm ARM ISA處理器,工作在1GHz主頻和1.1伏時(shí),可在功耗降低52%的同時(shí)保持性能不變。

第2篇

Ultra Low-Power

Electronics and Design

2004, 273pp.

Hardcover $ 159.00

ISBN 1-4020-8075-1

Kluwer Academic Publishers

E.馬茨著

20世紀(jì)70年代，英特爾公司(Intel)的戈登?摩爾(Gordan Moore)預(yù)言：芯片上晶體管的數(shù)量將每隔18個(gè)月至兩年就會(huì)翻一番，是原來(lái)的兩倍，這即是“摩爾定律”。在過(guò)去的25年當(dāng)中，信息技術(shù)的發(fā)展證實(shí)了摩爾定律，而且業(yè)界也認(rèn)為摩爾定律將會(huì)繼續(xù)有效很長(zhǎng)一段時(shí)間?，F(xiàn)在是我們不得不面對(duì)摩爾定律的成功所帶來(lái)的后果的時(shí)候了。本書(shū)出現(xiàn)在基于65納米的CMOS技術(shù)的集成電路剛剛出現(xiàn)的時(shí)候，這種工藝的集成電路將用到的很多技術(shù)，本書(shū)都一一進(jìn)行了充分討論。這就是為什么我們?cè)谛⌒突矫嫒〉弥卮蟪晒Φ耐瑫r(shí)，也引發(fā)出了在電源管理方面的很多新的問(wèn)題。

問(wèn)題的關(guān)鍵和物理根源在于：集成電路當(dāng)中對(duì)于功耗有影響的諸多因素的發(fā)展速度存在著差異，晶體管速度和密度的上升發(fā)展比晶體管功耗下降要快很多，所以，總的意義上來(lái)說(shuō)每個(gè)晶體管單位面積的功耗是上升的。因此，低功耗技術(shù)對(duì)于信息技術(shù)的發(fā)展具有很大的意義，本書(shū)匯集了低功耗技術(shù)的多篇論文，主要題目如下：（1）超低功耗設(shè)計(jì)：設(shè)備和邏輯設(shè)計(jì)方法；（2）片上光學(xué)互聯(lián)的低功耗技術(shù)；（3）納米技術(shù)的低功耗技術(shù)；（4）靜態(tài)漏電電壓的降低；（5）多處理器片上系統(tǒng)的節(jié)能共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；（6）低功耗嵌入式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換cache；（7）片上多處理器的功耗降低技術(shù)；（8）節(jié)能嵌入式DSP和多媒體處理的體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)技術(shù)；（9）軟件功耗最優(yōu)化的源碼級(jí)模型；（10）降低功耗的轉(zhuǎn)換擴(kuò)展；（11）無(wú)線掌上電腦的低功耗網(wǎng)絡(luò)替換技術(shù)；（12）低功耗片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；（13）高端工業(yè)片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)電壓模型；（14）低功耗端到端碼流對(duì)移動(dòng)手持設(shè)備的適配。

本書(shū)適合計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和電子信息專(zhuān)業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員閱讀，也適合相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人員參考。

丁丹，碩士生

（中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所）

第3篇

關(guān)鍵詞:低功耗設(shè)計(jì);電源關(guān)斷; CPF格式

The Design Implementation Based on Power Shut off Technology

WANG Dian-chao YI Xing-yong Pan Liang

(CEC Huada Electronic Design Co.,Ltd. Beijing 100102,China)

Abstract:The technology of Power Shut Off(PSO) refers to shutting off the power of the module when it dose not work in a period of time, in order to reduce chip power .The CPF format developed by Cadence company was adopted in this paper to define each low power cell and to introduce implementation flow of PSO through an experimental case. The result shows that the chip's static power can be effectively reduced when the PSO technology is used.

Key words: Low power design; Power Shot Off; CPF format

1引言

隨著系統(tǒng)芯片(SoC) 采用更先進(jìn)的制造工藝并集成更多的功能,它所面臨的高性能與低功耗的矛盾越來(lái)越突出。對(duì)于130nm及以下的工藝,芯片的功耗密度越來(lái)越高、漏電功耗所占比例越來(lái)越大,在90 nm時(shí),靜態(tài)功耗在總功耗的比例已經(jīng)接近1/3,如圖1所示,所以在芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程中,除了對(duì)芯片的動(dòng)態(tài)功耗進(jìn)行優(yōu)化外,還要對(duì)芯片的靜態(tài)功耗進(jìn)行有效的優(yōu)化。

芯片中某些模塊在一段時(shí)間內(nèi)不工作時(shí),通過(guò)將其供電電源關(guān)斷,從而達(dá)到降低芯片功耗的目的。電源關(guān)斷(PSO)技術(shù)是最有效的降低靜態(tài)功耗的技術(shù)之一。本文通過(guò)采用Cadence公司的CPF格式來(lái)定義各個(gè)低功耗單元,用實(shí)例來(lái)介紹實(shí)現(xiàn)電源關(guān)斷的過(guò)程,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。

2 電源關(guān)斷技術(shù)

及CPF格式定義低功耗單元

2.1 電源關(guān)斷技術(shù)簡(jiǎn)介

如果某一模塊在一段時(shí)間內(nèi)不工作,可以關(guān)掉它的供電電源。關(guān)掉供電電源可以使用設(shè)置在模塊頂部或底部的Power Switch開(kāi)關(guān),通常在使用后端工具進(jìn)行布局布線時(shí)加入。斷電后,模塊進(jìn)入睡眠模式,其漏電功率很小。喚醒時(shí),為了使模塊盡快恢復(fù)工作模式,需要保持關(guān)電前的狀態(tài),保持寄存器(SRPG)可用于記憶狀態(tài)。 為了使保持寄存器記憶狀態(tài),模塊的電源關(guān)斷時(shí),需要常開(kāi)電源為保持寄存器供電。為了保證在睡眠模式時(shí),下一級(jí)的輸入不會(huì)懸空,設(shè)計(jì)中需要插入隔離單元(Isolation Cell),提供一個(gè)“1”或“0” 的輸出,使下一級(jí)的輸入為確定的邏輯值。綜上所述,電源關(guān)斷設(shè)計(jì)需要工藝庫(kù)中提供的低功耗單元包括:包括保持寄存器(SRPG)、隔離單元(ISO)、常開(kāi)緩沖器(always on buffer)及電源開(kāi)關(guān)(power switch)等低功耗單元。

2.2 CPF格式定義低功耗單元

面臨低功耗設(shè)計(jì),EDA工具供應(yīng)商強(qiáng)調(diào)整個(gè)流程進(jìn)行優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)低功耗自動(dòng)管理的概念,同時(shí)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。由Cadence公司開(kāi)發(fā)、Si2(silicon integration initiative)的低功耗聯(lián)盟(LPC)管理的通用功率格式(CPF,common power format)首先于2005年向行業(yè)開(kāi)放。Synopsys后來(lái)聯(lián)合Mentor和Magma等公司開(kāi)發(fā)了統(tǒng)一功率格式(UPF,unified power format)于2007年2月底作為一項(xiàng)Accellera標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。 UPF和CPF命令十分類(lèi)似,只是各自對(duì)應(yīng)于不同的EDA工具。如圖2所示CPF設(shè)計(jì)流程。

CPF文件允許用戶在整個(gè)RTL-GDSII設(shè)計(jì)流程中定義功率設(shè)計(jì)意圖和約束條件,使用Tcl腳本文件,用戶可以使用其中的命令完成諸如建立和管理電源域、確定隔離和保持、定義與電源相關(guān)的規(guī)則和約束條件等等。

3基于電源關(guān)斷技術(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1設(shè)計(jì)實(shí)例介紹

測(cè)試芯片采用了電源關(guān)斷的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù),芯片中劃分了5個(gè)獨(dú)立的電源域,其中PD0為常開(kāi)電源域,PD1-PD4為可關(guān)斷電源域,電源域中的寄存器在綜合階段全部替換成了保持寄存器,因此可以在電源重新上電后恢復(fù)斷電前的數(shù)據(jù)。芯片的邏輯部分供電電壓為1.8V,芯片中包含了一塊電源可關(guān)斷的SRAM模塊,如圖3所示。

物理實(shí)現(xiàn)選用的工藝庫(kù)為130nm低功耗庫(kù),庫(kù)中包含了電源關(guān)斷設(shè)計(jì)所需要的低功耗單元。

3.2芯片的物理設(shè)計(jì)

相對(duì)于普通設(shè)計(jì),在物理實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,低功耗設(shè)計(jì)有一些特殊的步驟,需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以注意,如加入power switch開(kāi)關(guān)、添加連接常開(kāi)電源的well tap 單元等等。接下來(lái)將對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中的特殊步驟加以介紹。完整的低功耗設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)流程如下:

3.2.1 添加 Power switch 開(kāi)關(guān)

對(duì)需要關(guān)斷的Power Domain,添加power switch開(kāi)關(guān),在添加開(kāi)關(guān)時(shí)要保證power switch屬于所添加的電源區(qū)域,同時(shí)起始點(diǎn)設(shè)置為布線間距的整數(shù)倍,否則在布線后插入filler會(huì)產(chǎn)生空隙。本次設(shè)計(jì)中power switch插入的起始點(diǎn)為264,此距離為采用的130nm工藝庫(kù)中布線間距(0.48)的整數(shù)倍。插入power switch腳本如下:

#PD1

addPowerSwitch-column

-powerDomain PD1

-globalSwitchCellName scs8lp_sleep_head_L

-leftOffset 264 -enablePinIn sleep

-enablePinOut sleepout

-enableNetIn instance_core/UNCONNECTED22

-enableNetOut sw_out

-checkerBoard 1

-horizontalPitch 900.0

3.2.2加入well tap單元:

對(duì)于常開(kāi)電源區(qū)和可關(guān)斷電源區(qū),需要添加不同類(lèi)型的well tap,對(duì)于常開(kāi)電源區(qū),加入普通類(lèi)型的well tap;但對(duì)于可關(guān)斷電源區(qū),由于電源關(guān)斷后,仍然有保持寄存器中的一部分邏輯電路在工作,即保存關(guān)斷前的數(shù)值,因此,必須對(duì)這部分工作的器件進(jìn)行阱連接。添加特殊類(lèi)型的well tap。如圖4所示,well tap單元上加有窄的stripe,以保證well tap供電,進(jìn)而使保持寄存器工作部分的邏輯電路的阱連接。

3.2.3 Buffer tree synthesis for SRPG and ISO cell

對(duì)于各個(gè)電源區(qū)域保持寄存器的控制端,由于受到同一個(gè)控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng),容易產(chǎn)生信號(hào)的延時(shí)及max fanout不滿足問(wèn)題,通常對(duì)這些端口的信號(hào)線進(jìn)行buffer tree synthesis,進(jìn)而對(duì)信號(hào)到達(dá)不同寄存器的skew進(jìn)行平衡。

隔離單元與保持寄存器單元類(lèi)似,也要對(duì)控制信號(hào)端進(jìn)行buffer tree synthesis。

相應(yīng)的腳本如下:

#SRPG enable signal buffer tree synthesis

selectNet instance_core/n_594

bufferTreeSynthesis -bufList{scs8lp_bufkapwr_1scs8lp_bufkapwr_4}

-maxDelay 300ps

-net instance_core/n_594

-fixedBuf

-fixedNet

# isolation enable signal buffer tree synthesis

selectNetinstance_core/n_8065

bufferTreeSynthesis -bufList {scs8lp_buf_4}

-maxDelay 300ps

-net instance_core/n_8065

-fixedBuf

-fixedNet

在進(jìn)行buffer tree synthesis 過(guò)程中,一定要設(shè)置-fixedBuf fixedNet,否則優(yōu)化過(guò)程中,會(huì)使常開(kāi)的buffer被普通buffer替代,致使期望保存或恢復(fù)的數(shù)值不能正確操作。

3.2.4 Always on pin connected for SRPG

保持寄存器用于受到電源關(guān)斷的區(qū)域,保持寄存器一般包含兩級(jí):主級(jí)與存儲(chǔ)級(jí)。主級(jí)與本地(可開(kāi)關(guān))電源軌相連。存儲(chǔ)級(jí)與常開(kāi)電源相連,以便用最小的漏電電流保持正常狀態(tài),存儲(chǔ)級(jí)通常使用高閾值電壓晶體管。如圖5所示130nm工藝庫(kù)中保持寄存器版圖,其中kapwr為常開(kāi)電源Pin。

保持寄存器的性能與常規(guī)寄存器幾乎完全一樣,不過(guò)需要更大的面積和稍高的動(dòng)態(tài)耗電。在正常運(yùn)行過(guò)程中,這些寄存器具有與其他標(biāo)準(zhǔn)寄存器相同的功能,一旦發(fā)出保持啟動(dòng)信號(hào),寄存器就進(jìn)入保持模式,意味著可以關(guān)閉電源,處于保持模式時(shí),時(shí)鐘和重置信號(hào)不起作用。

在時(shí)鐘樹(shù)綜合之前,需要對(duì)保持寄存器的常開(kāi)電源Pin進(jìn)行連接。布線器會(huì)把選中的器件、選中的pin連接到指定的電源stripe上去,腳本如下:

#SRPG virtpwr connected by nanoroute

setNanoRouteMode -routeHonorPowerDomain true

setPGPinUseSignalRoute scs8lp_srsdfrtp_1:kapwr scs8lp_bufkapwr_1:kapwr

scs8lp_bufkapwr_4:kapwr

selectNet VDD1V8

setNanoRouteMode -routeSelectedNetOnly true

globalDetailRoute

setNanoRouteMode -routeSelectedNetOnly false

以上幾個(gè)步驟為電源關(guān)斷設(shè)計(jì)中相對(duì)普通設(shè)計(jì)需要特別注意的地方,布局布線完成后,需要進(jìn)行詳細(xì)的DRC/LVS檢查。

4芯片的測(cè)試結(jié)果分析

芯片從Foundry返回后,測(cè)試結(jié)果表明,芯片可以實(shí)現(xiàn)電源關(guān)斷的操作,重新上電后,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù),如圖6所示。

對(duì)于單個(gè)可關(guān)斷的電源域,動(dòng)態(tài)功耗為:3.04-3.25mA,供電電源關(guān)斷后,靜態(tài)功耗為: 189-200nA,從上述結(jié)果可以看出,芯片采用電源關(guān)斷技術(shù),可以有效的降低芯片的靜態(tài)功耗。對(duì)于手持式設(shè)備,芯片的靜態(tài)功耗或待機(jī)功耗要求苛刻,對(duì)一些認(rèn)證IP,認(rèn)證結(jié)束后,芯片正常工作狀態(tài)下,不需要其繼續(xù)工作,可以考慮采用電源關(guān)斷技術(shù),關(guān)斷其供電電源;對(duì)于某些特殊的IP或Memory等,也可以同樣采用此技術(shù)。

5結(jié)束語(yǔ)

電源關(guān)斷技術(shù)要求從系統(tǒng)級(jí)處了解在哪里增加電源門(mén),怎樣及何時(shí)去控制這些電源門(mén)。同時(shí)切斷設(shè)計(jì)的電源必須能節(jié)省功耗,因?yàn)樵跀嚯姾图与娹D(zhuǎn)換期間的功率純粹是浪費(fèi)的。斷電和加電要求一定的轉(zhuǎn)換周期,也需要通過(guò)仿真來(lái)對(duì)比電源關(guān)斷時(shí)節(jié)省的功率以及加電時(shí)耗費(fèi)的切換功率,同時(shí),也必須權(quán)衡考慮為實(shí)現(xiàn)此省電技術(shù)而需要的芯片面積和關(guān)斷該設(shè)計(jì)所導(dǎo)致的任何性能降低。

采用電源關(guān)斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì),要從綜合階段開(kāi)始,綜合過(guò)程中插入隔離單元并把普通寄存器替換為保持寄存器。接著,物理實(shí)現(xiàn)階段必須了解頂部/底部(header/footer)開(kāi)關(guān)的特殊電源連接需求,正確的將開(kāi)關(guān)插入各自的電源域中,同時(shí)要添加特殊類(lèi)型的well tap,以保證保持寄存器常開(kāi)部分邏輯電路的阱連接,在時(shí)鐘樹(shù)綜合之前,需要對(duì)保持寄存器的常開(kāi)電源Pin進(jìn)行連接等等。

為確保流片成功,芯片設(shè)計(jì)要求通過(guò)時(shí)序和信號(hào)完整性分析,來(lái)解決開(kāi)關(guān)中額外的IR-drop壓降、通過(guò)隔離單元的時(shí)延和控制信號(hào)對(duì)噪聲的靈敏度問(wèn)題。等效性檢查應(yīng)包括電源域識(shí)別、隔離/電源開(kāi)關(guān)使能的驗(yàn)證以及狀態(tài)保持的睡眠/喚醒序列檢查等等。

基于以上論述,是否采用電源關(guān)斷設(shè)計(jì)要經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析,準(zhǔn)確的評(píng)估芯片設(shè)計(jì)中采用電源關(guān)斷技術(shù)后可以優(yōu)化靜態(tài)功耗的比例。同時(shí),物理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,需要特別注意與其他普通設(shè)計(jì)的區(qū)別。

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作者簡(jiǎn)介

王殿超,北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司芯片工程部 物理設(shè)計(jì)工程師;