集成电路发展到深亚微米阶段,功耗已经成为与面积、速度同样重要的一个决定因素。尤其对现在的便携式测量设备,低功耗的设计更是十分重要。本文是通过一款光栅采集系统芯片的设计实例,对功耗优化技术在整个设计过程中的应用和协调以及其对IC设计流程的影响进行了研究。 光栅采集系统芯片的主要功能是正交信号细分,数据计算,显示处理,参数设定等。它具有高精度和低功耗的特点,它可以应用于智能的低功耗的便携式测量设备中,具有实际的使用价值。 本文首先针对芯片的应用环境和设计要求分析,给出了本设计采用的低功耗设计流程,提出了拟采用的低功耗技术。拟采用的低功耗技术是片内分频和动态功耗管理技术。根据该芯片的设计要求,完成了芯片体系结构的划分。以低功耗为着眼点,完成了RTL代码的实现,并对芯片的各个模块进行了低功耗设计。接着,本文以RTL设计模型作为依据进行了功耗分析,进一步提出了功耗优化策略,应用门控时钟技术完成了芯片的动态功耗管理,使芯片功耗降低了19.71％。 本设计采用了自动芯片综合(ACS)的逻辑综合策略,对设计完成了逻辑综合,本文给出了在逻辑综合中门控时钟的插入的方法,并针对由门控时钟插入引起的时序问题和可测性问题提出了解决方案。本文最后用EDA工具完成了该设计的物理设计,并进行了物理验证,保证了设计的正确性。最终完成了整个的设计。该芯片的设计规模是1万门,它的面积是1.5×2.0mm~2。该芯片应用和舰180nm工艺成功流片,它的工作频率10MHz,采样率1MHz,实际功耗0.2mw。 本文最后对设计工作进行了总结并提出了进一步工作的展望。