嵌入式微處理器的低功耗實現(xiàn)研究.pdf

1、隨著集成電路制造技術的發(fā)展，芯片的速度和集成度不斷提高，功耗密度顯著增大，同時為了延長手持設備中電池的使用時間、降低芯片的封裝及散熱成本，必須在芯片設計和實現(xiàn)時特別考慮功耗因素。同時，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，就需要借助電子設計自動化(EDA)工具進行設計、分析和驗證。嵌入式微處理器是SoC系統(tǒng)最核心的部分，其低功耗設計對降低整個系統(tǒng)的功耗意義重大。因此低功耗嵌入式微處理器設計和實現(xiàn)已成為集成電

2、路設計一個重要的研究方向。 本文在分析集成電路功耗構成的基礎上，研究了常用低功耗設計方法，提出了本論文所使用的低功耗設計流程，它借助EDA工具進行低功耗設計優(yōu)化、功耗分析，最終可降低整個電路的功耗。 論文介紹了本文進行低功耗實現(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構，并重點給出了RISC001的硬件實現(xiàn)結構。 為了說明本文低功耗實現(xiàn)流程的有效性，本文共給出了三種實現(xiàn)流程：

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