基于数据驱动的时钟门控技术的物理实现

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1、馨＇密级：公升ｙ．ＵＤＣ：６２．３８１＊占．．ｒｒ．－＊一学号’―：」１Ｉ２２＾＇户、？、苗？心心＾＾、ｒｖ￣＾／，＾巾｜■，１１＂■■■｜ｒ＂■？＂？■―——＂＾＇ｇ；，．ｆｒｐ；ｒ而朽，ｖ巧呵調；Ｊ－二＇’，！！．个悔从：７！；飾難ｋ索馬百嗦驚硕±学位论文基于数据驱动的时钟口控技术的物理实现研究生姓名：任力争导师姓名：杨军教授申请学份类别工学硕±学位授予单位东南大学一级学科名称电子科学与技术论文答辩日期２０１６年Ｓ月１８日二巧学科

2、《称汾电子学与因化电子学学位授予日期２０１６年月日答媒妾员会丰席装跃明评阅人蔡巧明吴建巧２０１６年６月３０日？表兩：ｋ營硕±学位论文基于数据驱动的时钟口控技术的物理实现专业名務：微由子学与固体电子学研究生姓名：任力争导师姓名；杨军教巧ＰＨＹＳＩＣＡＬＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＤＡＴＡ－ＤＲＩＶＥＮＢＡＳＥＤＣＬＯＣＫＧＡＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒ

3、ｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＲＥＮＬ－ｉｚｈｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＹＡＮＧＪｕｎＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１６东南大学学位论文独幼牲巧明本人声明所呈交的学位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Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学

4、位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。：研究生签名日期；东南大学学位论文使用授极声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的內容相一致，，可。除在保密期内的保密论文外允许论文被査阅和借阅Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中（包括电子信息形式刊登）授权东南大、英文摘要等部分内容。论文的公布学研巧生院妨理。ＬＳ：研究生签名

5、：ｉ：师签名日期：ｔｊｏ摘要在高性能微处理器和ＳｏＣ中，时钟树功耗占总功耗很大比重，时钟口控技术是有效降低时钟树功耗的方法，，。基于综合的时钟口控技术遗留了大量冗余的时钟脉冲时钟口控效率低时钟树功耗ａｔａ－ｄｒｉｖｅｎｉ优化效果不理想，）。采用基于数据驱动的时钟口控（ＤＣｌｏｃｋＧａｔｎｇＤＤＣＧ技术能够有效一关断冗余时钟脉冲，提高时钟口控效率，进步降低时钟树功耗。本文Ｗ基于数据驱动的时钟口控技术为研巧重点，综合考虑寄存器翻转矢量之间的相关性和每个寄存器的物理位置，实现寄存器群组最优化。本文将寄存器群组过程抽象为最小成

6、本完美匹配（ＭＣＰＭ）问题，采用ＤＤＣＧ寄存器群姐算法获取最优化的寄存器群组方式。该算法主要包括Ｈ部一）分：１Ｅｄｍｏｎｄｓ算法实现般图加权最优匹配２）；状态矢量处理算法获取寄存器群組冗余时钟脉冲数量，用表征寄存器翻转矢量之间的相关性３）；最小覆盖圆算法确定寄存器群组最小覆盖圆直径，用Ｗ表征寄存器物理位置的影响。计对传统的ＤＤＣＧ技术面积开销大的问题，本文给出了口控效率排序与筛选、组合式群組和异或逻辑近似等改进方法，实现功耗优化和面积开销的平衡。本文基于ＳＭＩＣ４０ｎｉｎＬＯＧＩＣ工艺，首先在ＩＳＣＡＳ８９基准电路上进行了物理实

7、现和仿真实验，Ｗ－Ｍ３并分析了该技术的适用条件，然后ＷＤ８０５１和Ｃｏｒｔｅｘ处理器作为案例进行了详细的数据分析和对比。结果表明，与基于综合的时钟口控技术相比，，采用改进的ＤＤＣＧ技术时时钟树功耗分别３％５．３４％．．降低了１，总功耗分别降低了２０６５％６４２％，面积分别增加了１２．和３和１．５％和９６７％。与传统的ＤＤＣＧ技术相比，采用改进的ＤＤＣＧ技术时，时钟树功耗分别降低了１７．０．１％和３１９２％，４．总功耗分别降低了１．３％和１３０８％，面积分别降低了１１．４１％和１１．７４％。，，，数据驱动关键词＊低功耗

8、时钟树时钟口控ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔ