从集成电路发展的历史角度来看,解决功耗问题是集成电路技术前进道路上的一个技术要点、难点,也是促进集成电路工艺发展的源动力。因此低功耗技术的研究是集成电路设计的重要研究方向之一。 当前CMOS工艺是集成电路工艺的主流技术。在新的工艺还没有成熟应用之前,如何降低CMOS集成电路的功耗具有很重要的现实意义。本文先就CMOS功耗的来源作了阐述,对集成电路的功耗估计作了简述;然后对功耗降低技术的现状,从设计层次和设计流程的角度进行了简要地介绍和归类。 基于IP复用技术的SoC设计逐渐成为设计人员认可的集成电路设计方法。片上总线是SoC重要的一个组成部分,而降低总线的翻转率可以减少总线的功耗。针对现有片上总线结构,为降低SoC总线功耗,避开现有总线编码技术在应用上的局限,本文提出了两种低翻转率的SoC总线编码算法。算法都是基于总线上IP可复用的思想,不改变现有总线结构并仍可复用连接在总线上的IP,以最小的设计代价减少SoC总线的翻转率,降低SoC总线功耗。算法1利用分组BI码和TO码各自的优点,算法2利用分组BI码和Gray码各自的优点。算法的特点就在维持IP功能基本不变的同时,减少数据线和地址线的电平翻转次数。最后的实验结果表明:这两种算法都是有效且适用于SoC片上总线的低功耗算法。 SoC低功耗技术的另一个重要研究方向就是功耗动态管理的设计。而动态频率调节与动态电压调节都是两个主要的研究热点。结合实验室的研究课题——安全芯片项目,本文先就动态频率调节作了设计和实现,并为下一步的研究工作提出了以动态电压调节为基础的一个简明方案,并对该方案作了仿真分析和讨论。