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低功耗P

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6.2 Verilog 系统级低功耗设计

编写代码前,在系统与架构层次上制定完善低功耗方案,可以节省50%以上的功耗。此类低功耗设计和代码描述基本没有关系,往往由系统和架构人员进行设计。此类人员需要较丰富的硬件经验,能对系统有一个良好的整体把握。方案制定后,再交予功能设计人员(例如IC前端设计、FPGA工程师等)实现。多电压技术一般来说,电压越低,功耗越低,但是性能往往会越差。综合功耗与性能的考虑,可以对不同的模块采用不同的电压设计。多电压技术主要有3种:1、各电压区域有固定的电压,如图1所示。2、各电压区域有固定的电压,电压的选择由软件控制,如图2所示。3、自适应的方式,各区域电压可变,电压选择也是由软件控制,又称为动态电压条件,如

6.2 Verilog 系统级低功耗设计

编写代码前,在系统与架构层次上制定完善低功耗方案,可以节省50%以上的功耗。此类低功耗设计和代码描述基本没有关系,往往由系统和架构人员进行设计。此类人员需要较丰富的硬件经验,能对系统有一个良好的整体把握。方案制定后,再交予功能设计人员(例如IC前端设计、FPGA工程师等)实现。多电压技术一般来说,电压越低,功耗越低,但是性能往往会越差。综合功耗与性能的考虑,可以对不同的模块采用不同的电压设计。多电压技术主要有3种:1、各电压区域有固定的电压,如图1所示。2、各电压区域有固定的电压,电压的选择由软件控制,如图2所示。3、自适应的方式,各区域电压可变,电压选择也是由软件控制,又称为动态电压条件,如

6.3 Verilog RTL 级低功耗设计(上)

下表显示了在数字设计的各个层次上可减少功耗的百分比。RTL级之后,功耗的减少量已经非常有限。设计层次改善程度系统级50%~90%RTL级20%~50%门级10%~15%晶体管级5%~10%版图级作为一个编写Verilog的伪码农,系统级减少功耗的工作也可参与一些,但重点应该放在RTL级来减少功耗。下面就分2节来介绍从RTL级来减少功耗的常用方法。并行与流水对于一个功能模块,可以通过并行的方式实现,也可以通过流水线的方式实现,这两种方法都是用资源换速度。在一定的场合下灵活的使用这两种方法,可以降低功耗。并行处理并行处理,可以同时处理多条执行语句,使执行效率变高。所以在满足工作需求的条件下,采用并

6.3 Verilog RTL 级低功耗设计(上)

下表显示了在数字设计的各个层次上可减少功耗的百分比。RTL级之后,功耗的减少量已经非常有限。设计层次改善程度系统级50%~90%RTL级20%~50%门级10%~15%晶体管级5%~10%版图级作为一个编写Verilog的伪码农,系统级减少功耗的工作也可参与一些,但重点应该放在RTL级来减少功耗。下面就分2节来介绍从RTL级来减少功耗的常用方法。并行与流水对于一个功能模块,可以通过并行的方式实现,也可以通过流水线的方式实现,这两种方法都是用资源换速度。在一定的场合下灵活的使用这两种方法,可以降低功耗。并行处理并行处理,可以同时处理多条执行语句,使执行效率变高。所以在满足工作需求的条件下,采用并

6.4 Verilog RTL 级低功耗设计(下)

门控时钟通常情况下,时钟树由大量的缓冲器和反相器组成。而时钟信号为设计中翻转率最高的信号,时钟树的功耗可高达整个设计功耗30%。加入门控时钟(clockgating)电路,可减少时钟树的开关行为,能节省开关功耗。同时,时钟引脚开关行为的减少,寄存器的内部功耗也会减少。所以,采用门控时钟,可以有效地降低功耗。实现原理通俗来讲,当模块或触发器不工作时,将时钟关闭而不影响正常功能的逻辑,可以称之为门控时钟逻辑。此时时钟并不是一直存在的,所以可以形象的称之为门控时钟。实现门控时钟的方法主要有以下3种。1、使用与逻辑最简单的方法,是直接将时钟使能控制(门控)信号与时钟做"与"逻辑。例如对一块ram的时钟

6.4 Verilog RTL 级低功耗设计(下)

门控时钟通常情况下,时钟树由大量的缓冲器和反相器组成。而时钟信号为设计中翻转率最高的信号,时钟树的功耗可高达整个设计功耗30%。加入门控时钟(clockgating)电路,可减少时钟树的开关行为,能节省开关功耗。同时,时钟引脚开关行为的减少,寄存器的内部功耗也会减少。所以,采用门控时钟,可以有效地降低功耗。实现原理通俗来讲,当模块或触发器不工作时,将时钟关闭而不影响正常功能的逻辑,可以称之为门控时钟逻辑。此时时钟并不是一直存在的,所以可以形象的称之为门控时钟。实现门控时钟的方法主要有以下3种。1、使用与逻辑最简单的方法,是直接将时钟使能控制(门控)信号与时钟做"与"逻辑。例如对一块ram的时钟