原创 【博客大赛】IC低功耗设计

一：为什么要低功耗设计

便携式终端的出现

手机、数码相机、笔记本电脑等

要求高性能，长待机时间、重量轻

如果不控制功耗，照此速度发展下去，芯片的power density会达到太阳表面的程度。

二：功耗的分类

1） 动态功耗

动态功耗是激活状态时电路的功耗。

由于任何激励导致的网络电路电压的变化就是激活状态。

当网络状态并不改变逻辑状态时，动态功耗也会发生。

动态功耗包含两部分：

开关功耗：

开关功耗是对负载电容充放电时的功率消耗。

负载电容是驱动输出网络或门电容的总和。

开关功耗与逻辑转换成正比，开关功耗是负载电容与逻辑转换的函数。

开关功耗在CMOS电路中占有较高比例。

短路功耗

2）静态功耗

静态功耗是当电路处于非激活态或静止态时（非开关态），电路的功耗。

最大的静态功耗是源漏阈值泄露，减小阈值电压可实现栅极关闭。

静态功耗也发生在扩散层和衬底的电流泄露。

静态功耗也较泄露功耗。

对应动态功耗，可以采取降低电压和降低频率的方式。

三：降低功耗的方法

1） 拆分大的逻辑，采用流水线的方式

2） 并行处理

代价是增加了芯片的面积和降低了时钟的频率。

3） 减小开关激活概率；减小短脉冲干扰；减少门控时钟激活