【摘要】： 隨著集成電路制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,單個(gè)芯片上集成的晶體管越來(lái)越多。這使得大規(guī)模集成電路(VLSI)的功耗越來(lái)越高,當(dāng)工藝發(fā)展到深亞微米時(shí),功耗對(duì)電路的影響使它成為集成電路設(shè)計(jì)中必須考慮的因素。低功耗設(shè)計(jì)對(duì)提高電路可靠性和降低成本有著非常積極的作用。數(shù)字CMOS電路功耗主要由動(dòng)態(tài)開關(guān)功耗、漏電功耗和短路功耗三部分組成,其中動(dòng)態(tài)開關(guān)功耗占據(jù)了總功耗的絕大部分,因此降低功耗主要通過(guò)降低動(dòng)態(tài)開關(guān)功耗實(shí)現(xiàn),而降低動(dòng)態(tài)開關(guān)功耗又可以通過(guò)減小翻轉(zhuǎn)率、減小負(fù)載電容和降低芯片供電電壓等手段實(shí)現(xiàn)。 本文先詳細(xì)介紹了目前主要的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù),并著重對(duì)動(dòng)態(tài)開關(guān)功耗的降低做了講解。降低動(dòng)態(tài)開關(guān)功耗的基本電路實(shí)現(xiàn)方法是設(shè)計(jì)低功耗觸發(fā)器,作者在仔細(xì)研究前人設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一款具有高速低功耗特性的脈沖觸發(fā)器。該觸發(fā)器具有時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)負(fù)載小、無(wú)中間節(jié)點(diǎn)多余翻轉(zhuǎn)等特性。此外,由于采用了半動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),它的速度較快。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該觸發(fā)器達(dá)到了高速低功耗的設(shè)計(jì)要求。 在完成低功耗觸發(fā)器設(shè)計(jì)之后,將其應(yīng)用到Freescale的MCU中替換原有的基本主從觸發(fā)器,混合信號(hào)仿真表明MCU的總功耗有了明顯降低。之后又對(duì)典型功耗的影響進(jìn)行了分析,分析結(jié)果明確指出芯片電源網(wǎng)格需要改進(jìn)的地方,并基于分析結(jié)果對(duì)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化。
【圖文】：

CMOS電路的各種功耗

低功耗優(yōu)化的優(yōu)化效率
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP332

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7 張s，

本文編號(hào)：2686656