嵌入式微處理器的低功耗實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，芯片的速度和集成度不斷提高，功耗密度顯著增大，同時(shí)為了延長(zhǎng)手持設(shè)備中電池的使用時(shí)間、降低芯片的封裝及散熱成本，必須在芯片設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)特別考慮功耗因素。同時(shí)，隨著芯片集成度的不斷提高，傳統(tǒng)的電路圖輸入／版圖輸入方法工作量太大，就需要借助電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和驗(yàn)證。嵌入式微處理器是SoC系統(tǒng)最核心的部分，其低功耗設(shè)計(jì)對(duì)降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗意義重大。因此低功耗嵌入式微處理器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)已成為集成電

2、路設(shè)計(jì)一個(gè)重要的研究方向。 本文在分析集成電路功耗構(gòu)成的基礎(chǔ)上，研究了常用低功耗設(shè)計(jì)方法，提出了本論文所使用的低功耗設(shè)計(jì)流程，它借助EDA工具進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)優(yōu)化、功耗分析，最終可降低整個(gè)電路的功耗。 論文介紹了本文進(jìn)行低功耗實(shí)現(xiàn)研究的32位嵌入式微處理器RISC001。介紹了它的指令集和流水線結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)給出了RISC001的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。 為了說明本文低功耗實(shí)現(xiàn)流程的有效性，本文共給出了三種實(shí)現(xiàn)流程：

3、其一是一般的基于CadenceSoCEncounter的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)流程，包括RTL網(wǎng)表綜合，建立硅虛擬模型，布局及時(shí)鐘優(yōu)化，布線及優(yōu)化，并給出了RISC001基于該流程的實(shí)現(xiàn)結(jié)果。 其二是多閾值電壓技術(shù)的低功耗設(shè)計(jì)流程，采用的低功耗技術(shù)包含多閾值電壓技術(shù)，門控時(shí)鐘以及操作數(shù)分離技術(shù)，并給出了基于該流程的RISC001實(shí)現(xiàn)結(jié)果。 其三是多電源電壓技術(shù)的低功耗設(shè)計(jì)流程，該技術(shù)可顯著降低動(dòng)態(tài)功耗和漏電流功耗，并結(jié)合了多閾值電