航天专用低功耗集成电路设计.pdf

西安电子科技大学
硕士学位论文
航天专用低功耗集成电路设计
姓名:李阳
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:杨银堂
20070101
摘要路,由外部输入数据信息,经过解码、交验、运算等操作输出相应的控制信号,中使用异步计数,分频设计,门控时钟等低功耗设计方法来使电路的功耗降到最级等几个方面介绍了电路低功耗的设计方法和技术。然后具体针对该项目进行了后完成了电路版图设计和仿真,达到了参数设计要求。本文基于一款航天低功耗专用集成电路科研设计项目,这是一个信号控制电芯片采用工艺。此电路采用全正向的杓疲煽突提出要求和输入数据的特征以及工作的环境制定设计方案。根据参数要求,设计低。论文简单介绍了专用集成电路的设计技术及流程,重点阐述了电路功耗产生原因,结合电路设计流程从电路的系统级、寄存器级、门级、电路级、版详细的系统、电路和版图级的低功耗设计,再对电路进行了门级的仿真验证,最关键字:低功耗;功耗评估;异步计数;分频电路;门控时钟
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日期:塑型墨同期:上卑出址/士明关于论文使用授权的说明创新性声明毕业离校后,发表论文或者使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人签名:日期:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。本人保证学。学校有权保图送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。导师签名:
第一章绪论低功耗技术的研究意义随着集成电路技术的进一步发展,在一块芯片上所能集成的电路规模越来越大,且速度也越来越快,集成度和时钟频率的大幅度提高和这二方面的同时发展热亦导致它们易于工作失效和寿命缩短,这一切均使人们在近年来对集成电路的助手、医疗设备等消费电子产品已成为低功耗设计的主要驱动力。在不远的将来上,功耗作为设计的第三因素正是对设计者提出的迫切挑战即使在对非移动减小功耗已成为设计的一个活跃的研究领域,在今后的数年中市场要求功耗必需成量级地减少。但是由于满足功耗设计需要的自动化软件发展太慢,设计者不得不在设计后期反复重新设计以满足功耗特性使得产品设计周期延长推迟素的同时也能进行功耗方面的分析权衡【,快速、精确、有效的功耗分析和估计方随着设计复杂性的加深和性能的提高淖;慕苟冉ǘ缘缏沸阅懿电路将无法正常工作,功耗的挑战己经十分严重3烁慕庾胺椒ㄒ酝猓钪驱动低功耗技术的鲋匾R蛩厥鞘殖质降缱酉巡返氖谐⌒枨蟆=来,便携式电脑、移动通讯工具等得到了蓬勃发展,这些产品均依靠电池供电,导致集成电路的功耗越来越大使得集成电路的功耗问题日益突出。例如英特尔的奔腾芯片为鳧公司的阿尔法兰西芯片功耗为酒奈H绱司薮蟮墓牟唤鍪垢髦直阈缴璞赣龅降缭捶矫娴睦讯倚酒墓低功耗设计技术投入极大的努力。随着集成电路进入千万门时代的来临音频/视频应用越来越多个人计算设备如便携机多媒体产品以及无线通讯系统,如个人数字视频压缩和解压缩语音识别等应用都将集成在类似个人数字助手的便携式设备式设备上功耗也是一个设计中的重要考虑因素。上市时间。为使功耗设计能溶入设计方法学使得设计者在考虑延迟面积等设计因法必须在设计的各个层次上得到发展。‘对集成电路设计者来说正确地理解和使用功耗分析方法选择适当的功耗分析和估计工具也是达到成功设计的必要条件。功耗设计发展的主要原因及意义:煽啃生很大影响。功耗的上升意味着电迁移率的增加,当芯片温度上升到一定程度时,接的办法是在设计时把功耗作为第三维约束。谐⌒枨第一章绪论‘.
。如何有效提高计算机系统的能源利用率成为环境保护中需要考虑的一个方面【。计的每个设计层次都需要增加两方面的工作:一是应用低功耗技术对电路进行优的。早期的系统级、算法级和峁辜度范讼低车墓辜埽蚨不救范功耗的框架。在这几个阶段,由于电路实施的具体细节还不太清楚,此时的主要这就需要设计出更小更耐用的电子产品,迫切需要降低功耗。庾俺杀功耗对芯片的封装成本有直接影响。功耗小于时可以采用塑料封装【,功热系统,如缟鹊取繁如图为芯片低功耗设计的流程,与传统设计相比,低功耗设化:二是对优化设计结果进行功耗评估,以确定是否达到设