本文關(guān)鍵詞：面向DSP的時(shí)鐘門控技術(shù)的優(yōu)化與設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著移動(dòng)計(jì)算設(shè)備與消費(fèi)類電子產(chǎn)品對(duì)續(xù)航能力的要求越來(lái)越高,低功耗設(shè)計(jì)已經(jīng)成為數(shù)字信號(hào)處理芯片(Digital Signal Processor, DSP)的重要組成部分。時(shí)鐘門控技術(shù)是DSP減少動(dòng)態(tài)功耗最常用也是最有效的方法之一。但是,常見的時(shí)鐘門控設(shè)計(jì)存在大量冗余時(shí)鐘驅(qū)動(dòng),依然有很大的可優(yōu)化空間。為了降低冗余時(shí)鐘周期,本文在綜合實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘門控的基礎(chǔ)上,采用了基于活動(dòng)相似度的觸發(fā)器分組時(shí)鐘門控方法,實(shí)現(xiàn)了門級(jí)的時(shí)鐘門控優(yōu)化。首先,基于典型操作模式下測(cè)試平臺(tái)的大量仿真,統(tǒng)計(jì)得到觸發(fā)器的活動(dòng)性信息,并通過(guò)初步布局得到觸發(fā)器的初始物理位置。然后,利用得到的觸發(fā)器的活動(dòng)性信息與物理位置信息,實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器的分組。為了最大化提高時(shí)鐘門控效率,本文根據(jù)觸發(fā)器的平均翻轉(zhuǎn)率,設(shè)定合理的時(shí)鐘門控扇出數(shù)；并采用最小權(quán)完美匹配迭代算法,實(shí)現(xiàn)基于活動(dòng)相似度的觸發(fā)器分組,降低觸發(fā)器的冗余時(shí)鐘周期。最后,采用異或門自門控的方法實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器分組門控,并實(shí)現(xiàn)同組觸發(fā)器的聚類擺放,減少由時(shí)鐘門控優(yōu)化帶來(lái)的時(shí)序違例。本文最后分析了時(shí)鐘門控優(yōu)化對(duì)時(shí)鐘樹與標(biāo)準(zhǔn)單元利用率的影響。與綜合時(shí)鐘門控相比,基于活動(dòng)相似度的時(shí)鐘門控優(yōu)化總功耗降低了13.81mW,降低了8.37%。其中時(shí)序邏輯功耗降低了17.35mW,降低了29.15%。本文采用的基于活動(dòng)相似度的時(shí)鐘門控方法,適用于大部分DSP內(nèi)核的時(shí)鐘門控優(yōu)化與設(shè)計(jì)。對(duì)其他具有特定活動(dòng)性與觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)率低等特點(diǎn)的專用集成電路,該方法也有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP332

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