
对于新手小白很难接触到低功耗相关,为了更好的面试,作为小白的我整理了相关内容,如有错误请指正!!!
浪涌功耗:与设备有关,例如系统开机的前几个周期,电流极大;
静态功耗:是指关闭主电源或者系统进入待机状态产生的功耗,由晶体管的漏电流导致;
动态功耗:动态功耗是由翻转电流和短路电流引起的功耗; 开关功耗(翻转功耗)+ 短路功耗
静态低功耗技术:
P_static = V * I_leak,和 电压、漏电流 有关,而漏电流和工艺有关;
电压角度 V:
(1)降低工作电压;
(2)多电压域;
(3)动态电压缩放DVS技术(处理器在不同工作模式下使用不同电压);
(4)电源关断技术,power-gating(电源门控);
电流角度 I_leak(漏电流):
(1)使用HVT高阈值晶体管,漏电流小;
(2)多阈值工艺(HVT、LVT);
动态低功耗技术:
P_dynamic= k*C*V*V*f + m*V*I_sc,和 电压、负载电容、工作时钟频率、信号翻转率、短
路电流有关;
电压角度:
(1)降低工作电压;
(2)多电压域;
(3)动态电压缩放DVS技术(处理器在不同工作模式下使用不同电压);
(4)电源关断技术,power-gating;
负载电容角度:与工艺有关
(1)按比例缩小集成度,降低器件电容;
(2)多芯片系统中,可以考虑多芯片封装,减低接口间电容;
(3)合理的布局布线;
工作时钟频率角度:
(1)降低工作频率;
(2)多时钟域;
(3)门控时钟,clock gating;
数据翻转率角度:
(1)使用格雷码等状态翻转比较少的编码;
(2)数据不操作说,保持上次的值,而不是强制置0或者置1;
(3)使用使能信号、片选信号,减少不必要的切换;
门控时钟相关:
最简单可由一个与门(或门)实现,但是容易产生毛刺;
进阶:(ICG:集成门控时钟单元)一个负沿的latch和与门组成/一个正沿的latch和或门组成;
因此:使用AND和NAND Gate实现的门控时钟,控制信号只能在时钟低电平时跳变,使用NOR和OR Gate实现的门控时钟,控制信号只能在时钟高电平时跳变;
浪涌功耗:与设备有关,例如系统开机的前几个周期,电流极大;
静态功耗:是指关闭主电源或者系统进入待机状态产生的功耗,由晶体管的漏电流导致;
动态功耗:动态功耗是由翻转电流和短路电流引起的功耗; 开关功耗(翻转功耗)+ 短路功耗
静态低功耗技术:
P_static = V * I_leak,和 电压、漏电流 有关,而漏电流和工艺有关;
电压角度 V:
(1)降低工作电压;
(2)多电压域;
(3)动态电压缩放DVS技术(处理器在不同工作模式下使用不同电压);
(4)电源关断技术,power-gating(电源门控);
电流角度 I_leak(漏电流):
(1)使用HVT高阈值晶体管,漏电流小;
(2)多阈值工艺(HVT、LVT);
动态低功耗技术:
P_dynamic= k*C*V*V*f + m*V*I_sc,和 电压、负载电容、工作时钟频率、信号翻转率、短
路电流有关;
电压角度:
(1)降低工作电压;
(2)多电压域;
(3)动态电压缩放DVS技术(处理器在不同工作模式下使用不同电压);
(4)电源关断技术,power-gating;
负载电容角度:与工艺有关
(1)按比例缩小集成度,降低器件电容;
(2)多芯片系统中,可以考虑多芯片封装,减低接口间电容;
(3)合理的布局布线;
工作时钟频率角度:
(1)降低工作频率;
(2)多时钟域;
(3)门控时钟,clock gating;
数据翻转率角度:
(1)使用格雷码等状态翻转比较少的编码;
(2)数据不操作说,保持上次的值,而不是强制置0或者置1;
(3)使用使能信号、片选信号,减少不必要的切换;
门控时钟相关:
最简单可由一个与门(或门)实现,但是容易产生毛刺;
进阶:(ICG:集成门控时钟单元)一个负沿的latch和与门组成/一个正沿的latch和或门组成;
因此:使用AND和NAND Gate实现的门控时钟,控制信号只能在时钟低电平时跳变,使用NOR和OR Gate实现的门控时钟,控制信号只能在时钟高电平时跳变;


