低功耗技术在后端设计中的应用

论文摘要

随着集成电路制造技术的发展,芯片的速度和集成度不断提高,功耗密度显著增大,同时为了延长手持设备中电池的使用时间、降低芯片的封装及散热成本,必须在芯片设计和实现时特别考虑功耗因素。同时,随着芯片集成度的不断提高,传统的电路图输入/版图输入方法工作量太大,就需要借助电子设计自动化(EDA)工具进行设计、分析和验证。嵌入式微处理器是SoC系统最核心的部分,其低功耗设计对降低整个系统的功耗意义重大。因此低功耗嵌入式微处理器设计和实现已成为集成电路设计一个重要的研究方向。本文在分析集成电路功耗构成的基础上,研究了常用低功耗设计方法,提出了本论文所使用的低功耗设计流程,它借助EDA工具进行低功耗设计优化、功耗分析,最终可降低整个电路的功耗。为了说明本文低功耗实现流程的有效性,本文共给出了两种实现流程:其一是基于SYNOPSYS公司的EDA TOOL包括DC,Astro,PT实现的多阈值电压技术的低功耗设计流程。采用的低功耗技术包含多阈值电压技术,门控时钟。其二也是于SYNOPSYS公司的EDA TOOL包括DC,Astro,PT等工具实现的多电源电压技术的低功耗设计流程。该技术可显著降低动态功耗和漏电流功耗。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 序论
• 第一节 论文工作的背景和意义
• 第二节 低功耗芯片设计研究现状
• 第三节 论文工作及内容安排
• 第二章 低功耗设计综述
• 第一节 CMOS集成电路功耗组成
• 第二节 低功耗设计方法概述
• 第三节 本文采用的低功耗实现流程
• 第三章 针对DESIGN选择合适单元库和EDA工具
• 第一节 METRO HVT单元库RC CADENCE综合Astro布局布线的结果
• 第二节 METRO HVT单元库DC SYNOPSYS综合Astro布局布线的结果
• 第三节 METRO SVT单元库DC SYNOPSY综合Astro布局布线的结果
• 第四节 METRO SVT单元库RC CADENCE综合Astro布局布线的结果
• 第五节 对以上四种流程的总结
• 第四章 基于多阈值及门控时钟的低功耗实现
• 第一节 多阈值电压技术
• 第二节 门控时钟技术
• 第三节 操作数分离技术
• 第四节 基于上述低功耗技术的多阈值电压实现流程
• BLOCK的实现'>第五节 基于多阈值电压低功耗流程的TEST_BLOCK的实现
• 第六节 基于多阈值电压低功耗流程实现结果与普通流程结果比较
• 第五章 基于多电源电压（MSV）的低功耗实现
• 第一节 多电源电压技术（MSV）
• 第二节 门控电源技术
• 第三节 基于多电源电压的低功耗设计流程
• CHIP的实现'>第四节 基于多电源电压的低功耗设计流程的TEST_CHIP的实现
• 第五节 基于多电源电压的低功耗设计流程实现结果与普通流程结果比较
• 第六章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢