基于Encounter的低功耗时钟树综合研究-论文.pdf

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1、a竹投2015年第28卷第3期ElectronicSci．&Tech．／Mar．15．2015doi：10．16180／j．cnki．issnl007—7820．2015．03．035基于Encounter的低功耗时钟树综合研究冯万鹏，王鸥，纪应军，宋志鹏(西南技术物理研究所1部，四川成都610041)摘要以基于CadenceCCOPT引擎设计时钟树为例，介绍了以降低时钟树功耗为主要目的，使用门控技术，以及选择合适缓冲器、反相器构建时钟树的方法。通过完成物理设计动态仿真和功耗分析的数据表明，在保证时序收敛的前提下，使用门控技术和选用不同

2、缓冲器、反向器对整个时钟树的功耗及性能影响进行分析。实验结构表明，对使用门控技术芯片的功耗在不同的操作条件下，整个时钟树上的功耗节省约50％；适合使用缓冲器和方向器构建时钟树。同时，在使用达到相同驱动的能力缓冲器和反相器情况下，使用缓冲器的时钟树较使用反相器的时钟树节省30％。关键词CCOPT；时钟树；功耗；缓冲器；反相器中图分类号TN43文献标识码A文章编号1007—7820(2015)03—132—04AComprehensiveStudyoftheEncounter-basedLow·powerClockTreeFENGWanpe

3、ng，WANGOu，JIYingjun，SONGZhipeng(Unit1，South—WestInstituteofTechnicalPhysics，Chengdu610041，China)AbstractTheclocktreebasedonCadenceCCOPTengineisdesignedtoreducethepowerconsumptionoftheclocktreebytheuseofgatingtechniquesandthechoiceasuitablebufferorinverter．Thephysicaldesi

4、gnandsimu—lationofdynamicpoweranalysisdataindicatethatthepowerconsumptionoftheclocktreetosaveabout50％underdifferentoperatingconditionswithguaranteeofconvergence；bothbuffersandinvertersaresuitablefortheconstruc-tionoftheclocktree，butbufferssave30％thepowerconsumptioncompar

5、edwithinverters．KeywordsCCOPT；clocktree；powerconsumption；buffers；inverters随着集成电路工艺节点的不断提高，芯片的工作上的。这是由于时钟树缓存器具有最高的翻转率，数频率越来越高，对芯片的低功耗要求也越来越高，现在量过多，且为了减少时钟树的延时，时钟树缓冲器通常的工艺尺寸可缩减到20nm、16nm或更小，先进的工具有较强的驱动能力。此外，在触发器时钟信号接收艺技术可提高集成电路器件集成度及生产出更大的芯端接收到时钟信号时，即使触发器的数据输入端和输片尺寸，但同时意味着

6、时钟网络的负载越来越重并可出端保持不变，也会消耗一些动态功耗。减少时钟树能穿过更长的距离。随着时钟网络越来越复杂，时钟上动态功耗的最常用方法是在无需时钟信号时将时钟网络的功耗占整个芯片高达约50％。所以，为了降低关断。该种方法就是所谓的门控时钟技术¨I2』。现在整个芯片功耗，可从降低整个时钟网络的功耗着手，本的综合设计工具支持门控时钟技术的自动化流程，工文将介绍门控技术在时钟网络的应用，以及多阈值电具可自动识别门控时钟单元，并在不改变电路逻辑功压的器件在时钟网络的应用，并最终讨论了不同驱能的前提下，将门控时钟单元插入到电路中根据门控动能

7、力的缓冲器和反向器对整个时钟网络功耗的时钟单元插入的位置不同，门控时钟技术又分为粗粒影响。度门控时钟和细粒度门控时钟。粗粒度门控时钟技术1门控技术就是将门控时钟单元插入到整个模块的时钟输入端，而细粒度门控时钟技术则是将门控时钟单元插人到模芯片中动态功耗较大一部分是消耗在时钟网络，块中每个寄存器的时钟输人端。相对而言，粗粒度门甚至超过50％的动态功耗是消耗在时钟树的缓存器控时钟技术虽控制粒度不如细粒度门控时钟技术，但其能节省芯片的面积，并减少了过多门控时钟单元引收稿日期：2014—08—27作者简介：冯万鹏(1989一)，男，硕士研究生。

8、研究方向：入的功耗。因此，粗粒度门控时钟技术应用更为普遍。数字集成电路方向。E—mail：wanpeng—feng@163．con。王鸥实验数据表明，在添加了门控时钟技术后，芯片的(1974一)，男，高级工