1、集成電路發(fā)展到深亞微米階段,功耗已經(jīng)成為與面積、速度同樣重要的一個決定因素。尤其對現(xiàn)在的便攜式測量設備,低功耗的設計更是十分重要。本文是通過一款光柵采集系統(tǒng)芯片的設計實例,對功耗優(yōu)化技術在整個設計過程中的應用和協(xié)調(diào)以及其對IC設計流程的影響進行了研究。 光柵采集系統(tǒng)芯片的主要功能是正交信號細分,數(shù)據(jù)計算,顯示處理,參數(shù)設定等。它具有高精度和低功耗的特點,它可以應用于智能的低功耗的便攜式測量設備中,具有實際的使用價值。 本

2、文首先針對芯片的應用環(huán)境和設計要求分析,給出了本設計采用的低功耗設計流程,提出了擬采用的低功耗技術。擬采用的低功耗技術是片內(nèi)分頻和動態(tài)功耗管理技術。根據(jù)該芯片的設計要求,完成了芯片體系結構的劃分。以低功耗為著眼點,完成了RTL代碼的實現(xiàn),并對芯片的各個模塊進行了低功耗設計。接著,本文以RTL設計模型作為依據(jù)進行了功耗分析,進一步提出了功耗優(yōu)化策略,應用門控時鐘技術完成了芯片的動態(tài)功耗管理,使芯片功耗降低了19.71％。 本設計采

3、用了自動芯片綜合(ACS)的邏輯綜合策略,對設計完成了邏輯綜合,本文給出了在邏輯綜合中門控時鐘的插入的方法,并針對由門控時鐘插入引起的時序問題和可測性問題提出了解決方案。本文最后用EDA工具完成了該設計的物理設計,并進行了物理驗證,保證了設計的正確性。最終完成了整個的設計。該芯片的設計規(guī)模是1萬門,它的面積是1.5×2.0mm~2。該芯片應用和艦180nm工藝成功流片,它的工作頻率10MHz,采樣率1MHz,實際功耗0.2mw。