人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，功耗却一直呈上升趋势。近年来，各种便携式电子产品增长迅速，如笔记本电脑，手提电话和移动电子设备等。这些产品都需要靠电池供电，设计轻便，持久耐用的产品必须考虑低功耗技术。 当工艺发展到深亚微米时，功耗对电路的影响使它成为了集成电路设计中的第三维目标。低功耗技术对提高VLSI的可靠性及降低封装成本都有着重要的意义。本文的主要工作和创新如下： 1．详细分析了CMOS电路功耗的形成和评估方法，综述了低功耗的基本方法及不同设计阶段的低功耗技术。 2．研究了阈值电压对电路的性能和功耗的影响。在低电压电路中，既要使电路实现正常的开关，又必须限制延时和亚阈值漏电流的急剧增加，就必须认真地选择工作电压和阈值电压。为此有人提出了一种基于二分法的工作电压和阈值电压选择方法，功耗可以得到很大改善，但漏电功耗却大大增加。为了降低等待状态的漏电功耗，本章提出了一种基于模拟退火算法的双阈值调节方法，对关键路径上的器件采用较低的阈值以提高速度，而其余器件仍然保持较高的阈值以避免过大的漏电流，将该方法应用于ISCAS Benchmark电路中，可以使漏电功耗基本保持不变，而动态功耗则大幅度降低。 3．设计了一种基于遗传算法的门级功耗优化方法，根据全局优化的要求，对每个门的工作电压和尺寸进行调整。在功耗优化过程中，必要时甚至可以增大某些门的尺寸，以达到功耗整体降低的效果。将该算法应用于MCNC Benchmark电路，实验得到了比MWIS方法更优的结果，功耗平均降低约20％，该方法特别适用于低功耗库单元的优化。 4．提出一种任务驱动的功耗优化方法，在微处理器中，根据实际计算任务来调整性能，模拟结果表明可以避免约50％的功耗浪费。 5．开发了一种自适应的功耗管理算法，对空闲时间长度进行预测，并应用Timeout方法进行修正，以确定是否进入睡眠模式。将该方法应用于IBM硬盘的 数字电路低功耗设计方浩研究功耗管理，实验表明它能适应各种模式的应用环境，在功耗管理时能减小错误关闭次数和错误等待次数，大大减小了由于错误关闭和等待浪费的功耗，因而具有较高的功耗管理效率。 与传统设计相比，功耗设计的同时必须考虑面积和延时约束。由于功耗设计缺少高层次EDA综合工具的支持，因此未来的工作是将低功耗技术与电子自动化设计技术相结合，发展低功耗的设计和综合工具。