淺談低功耗設(shè)計(jì)

低功耗設(shè)計(jì)

電壓門(mén)控設(shè)計(jì)

多電壓設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)(DVFS)技術(shù)

自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)（AVS)技術(shù)

動(dòng)態(tài)功耗：可以從降低物理電容、工作電壓、頻率、翻轉(zhuǎn)概率來(lái)著手。

靜態(tài)功耗：可以從增加閾值，降低柵極電流來(lái)著手。

系統(tǒng)與架構(gòu)層次的低功耗設(shè)計(jì)，可以節(jié)省70%以上的功耗。

?分類(lèi)

電源門(mén)控

電源門(mén)控（或電源切斷技術(shù)）通常指在芯片上加入開(kāi)關(guān)以根據(jù)應(yīng)用要求選擇性切斷供電電流。電源門(mén)控分為：細(xì)粒度電源門(mén)控和粗粒度電源門(mén)控

如設(shè)計(jì)芯片不同運(yùn)行模式：低功耗模式及正常工作模式。在低功耗模式下只打開(kāi)必要的組件以節(jié)省功耗。

是節(jié)省功耗最直接有效的辦法

將引入額外開(kāi)銷(xiāo)，需要綜合考慮

若芯片一直在工作，收益較小

多電壓

根據(jù)應(yīng)用讓不同的模塊使用不同的電壓并以不同的頻率運(yùn)行。對(duì)于時(shí)序要求不那么嚴(yán)格的路徑，其供電電壓和工作頻率可以設(shè)置較低，以此降低功耗。

多電壓設(shè)計(jì)技術(shù)主要有三種方式：

①各電壓區(qū)域有固定的電壓。

②各電壓區(qū)域具有固定的多個(gè)電壓，由軟件決定選擇哪一個(gè)電壓。

③自適應(yīng)的方式，各電壓域具有可變的，由軟件決定選擇哪一個(gè)電壓。

動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)

DVFS：Dynamic Voltage Frequency Scaling，動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)技術(shù)，是一種通過(guò)將不同電路模塊的工作電壓及工作頻率降低到恰好滿(mǎn)足系統(tǒng)最低要求，來(lái)實(shí)時(shí)降低系統(tǒng)中不同電路模塊功耗的方法。在對(duì)頻率不敏感的應(yīng)用階段中降低時(shí)鐘速率和供電電壓，可以在性能適度損失的情況下大幅度降低功耗。

自適應(yīng)電壓頻率調(diào)節(jié)

AVS：Adaptive Voltage Scaling，自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)，是將PVT因素對(duì)電路的影響歸為延時(shí)特性的變化，在電路中加入監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)延時(shí)信息，根據(jù)電路延時(shí)調(diào)節(jié)電壓，降低設(shè)計(jì)階段預(yù)留的電壓余量，從而使芯片處于最佳能效狀態(tài)，降低功耗。

DVFS VS AVS技術(shù)對(duì)比

dvfs vs avs

審核編輯：湯梓紅