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1、第38卷第12期Vol138,No1122001年12月JOURNALOFCOMPUTERRESEARCHANDDEVELOPMENTDec.2001一种新的CMOS电路最大功耗估计方法①②①骆祖莹 闵应骅 杨士元①(清华大学自动化系 北京 100084)②(中国科学院计算技术研究所信息网络研究室 北京 100080)(lzytlm@ict.ac.cn)摘 要 过大的峰值功耗会使芯片承受过大的瞬间电流冲击,降低芯片的可靠性及性能,因此有效地对电路最大功耗作出精确的估计非常重要.为了在尽可能短的时间内对VLSI电路的最大功耗下限作出较为可信的估计,给出了一种新的CMOS电路最大功
2、耗估计方法.ISCAS85电路集的实验结果表明这种估计方法不仅对于无时间延迟功耗计算模型,而且对于有时间延迟功耗计算模型,都具有最大功耗估计值较准确和耗时短的优点.关键词 CMOS,VLSI,ATPG,最大功耗估计中图法分类号 TP391.76ANOVELATPGAPPROACHTOMAXIMUMPOWERESTIMATIONOFCMOSCIRCUITS①②①LUOZu2Ying,MINYing2Hua,andYANGShi2Yuan①(DepartmentofAutomation,TsinghuaUniversity,Beijing100084)②(InformationNe
3、tworkLaboratory,InstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080)AbstractHighpeakpowermakespowerdistributionnetworksufferfromgreatinstantaneouscurrentandsevereelectro2migration,resultinginlowerchip'sreliabilityandperformance.Thus,it'sveryimportanttoeffectivelyestimateana
4、ccuratepeakpowerdissipationofacircuit.InordertoobtainanefficientestimationofleastboundofthepeakdissipationofaVLSIchip,anovelapproachisproposedinthispaper.ExperimentswiththeISCAS85benchmarksdemonstratethatthisapproachistime2savingandcangivemoreaccurateestimationofpeakpowernotonlyforthedelay2f
5、reemodel,butalsoforthedelaymodelofmaximumpowerofCMOScircuits.KeywordsCMOS,VLSI,ATPG,maximumpowerestimation为电路功耗估计的一个分支,近年来随着芯片集成[1,2]1 引 言度的不断提高而受到越来越多的重视.对于CMOS电路的功耗而言,由逻辑门状态变[1,2]随着IC产业的发展,手持电话等移动设备对于化造成的充、放电所耗的功率是最主要的.将一高密度、小尺寸和低功耗芯片的需求,使得功耗估计个连续的向量对V1öV2加到电路的输入端,IC所消成为VLSI设计的重要指标之一.峰值功耗
6、估计作耗的功率P为原稿收到日期:2001202209;修改稿收到日期:2001204205本课题得到国家自然科学基金重点项目基金资助(69733010)本文为2000年全国测试学术会议推荐论文,主要工作在中国科学院计算技术研究所完成©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.计算机研究与发展12期骆祖莹等:一种新的CMOS电路最大功耗估计方法14192P=0.5×(VddöTcyc)×电路.文献[6]给出了另一种方法,使求取电路初始F功耗上限正比于电路中逻辑门的个数,然后使用部∑{[fg(V1)Ý
7、fg(V2)]×Cload(g)},(1)g=1分输入端枚举的方法来优化这个上限,但此过程也其中Vdd是电路的供电电压,为固定值;Tcyc是电路的非常耗时.时钟周期,为定值;g为电路中的一个逻辑门,F为电文献[3,7]将ATPG方法应用于最大功耗估计路中逻辑门的总数;fg(V1)和fg(V2)为V1öV2的领域,由于没有充分考虑逻辑门的扇出数及其所处布尔函数,Cload(g)为逻辑门的输出负载电容,与扇出的级别对最大功耗的影响,所以求出的无时延、有时数Fanout(g)成正比,不妨表示为Cu
