[發(fā)明專利]一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010528850.0
• 申請日: 2010-11-02
• 公開（公告）號: CN102455775A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永流;于超
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹集成電路有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 上海東創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31245
• 代理人: 曹立維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低集成電路功耗的方法，尤其涉及一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法。

背景技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，各種手持電子設(shè)備以及各種非接觸式卡類得到了普遍的應(yīng)用。無論是電子設(shè)備還是非接觸卡類產(chǎn)品，產(chǎn)品的功耗是決定產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)之一。在針對各種產(chǎn)品設(shè)計電路中，盡可能地降低產(chǎn)品中集成電路芯片設(shè)計的功耗，顯得尤為重要。

在集成電路的運算單元設(shè)計中，如附圖1中所示，寄存器FF1x(FF為寄存器簡稱，x指代FF1₁～FF1n中任一寄存器)經(jīng)不同的運算單元后，通過多路轉(zhuǎn)換器后產(chǎn)生FF2y(y指代FF2₁～FF2m中任一寄存器)。此電路經(jīng)選擇器，在任何時刻最多只有一路的輸出結(jié)果是有效的，換句話說就是其余其他運算單元的運算是無效的，但這些無效的運算產(chǎn)生了很多無效的動態(tài)功耗。

傳統(tǒng)的電路設(shè)計中，一般采用增加門控電路來控制運算單元的工作，如附圖2中所示。此種電路設(shè)計方式能夠降低無需參與運算的單元的無效功耗。但這種電路設(shè)計方法中存在的缺點為：當(dāng)數(shù)據(jù)源頭沒有變化，而選擇信號發(fā)生變化時，運算單元會交替參與運算，則產(chǎn)生了額外的功耗，不能有效地降低電路設(shè)計中的動態(tài)功耗。

如何在電路設(shè)計中，采用新的設(shè)計模式，從根本上有效降低設(shè)計中的冗余動態(tài)功耗，是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的提供一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，通過復(fù)制并行運算單元的源頭寄存器，根據(jù)運算需求選擇參與運算的寄存器數(shù)據(jù)，參與后續(xù)邏輯運算。從而關(guān)閉某些不需參與運算的寄存器單元，有效地降低了電路中的動態(tài)功耗。

一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，包含以下實施步驟：

(1)確定電路中進(jìn)行并行運算的數(shù)據(jù)源頭寄存器；

(2)根據(jù)并行單元的數(shù)目復(fù)制數(shù)據(jù)源頭寄存器；

(3)根據(jù)選擇控制信號，確定對源頭寄存器進(jìn)行操作或是對源頭寄存器的復(fù)制單元進(jìn)行操作；

(4)上述操作輸出結(jié)果經(jīng)運算單元和選擇器選擇輸出。

多個運算單元并行進(jìn)行運算時，其數(shù)據(jù)源頭來自于同一組寄存器。復(fù)制源頭寄存器數(shù)目與運算單元的個數(shù)相同并一一對應(yīng)。電路中選擇器的控制信號同時控制復(fù)制的寄存器。根據(jù)選擇控制信號，選中的運算單元的源頭寄存器數(shù)據(jù)執(zhí)行后續(xù)操作，其余寄存器數(shù)據(jù)不產(chǎn)生任何變化。

附圖說明

圖1電路設(shè)計中寄存器應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖

圖2傳統(tǒng)的降低冗余動態(tài)功耗的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

圖3本發(fā)明所提供的降低冗余動態(tài)功耗的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

圖4本發(fā)明所提供的降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法基本流程圖

具體實施方案

以下結(jié)合附圖3和附圖4對本發(fā)明提供的降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。

圖3給出了本發(fā)明所提供的降低動態(tài)功耗的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)圖，F(xiàn)F1₁A～FF1nA是數(shù)據(jù)源頭寄存器，F(xiàn)F1₁B～FF1nB為數(shù)據(jù)源頭寄存器的復(fù)制單元。選擇信號通過選擇寄存器FFO輸出，當(dāng)選擇信號為0時，允許源頭寄存器FF1xA(為FF1₁A～FF1nA中任一寄存器)中的內(nèi)容更改；當(dāng)選擇信號為1時，允許源頭寄存器FF1xB(為FF1₁B～FF1nB中任一寄存器)中的內(nèi)容更改。

當(dāng)選擇信號為0時，選擇運算單元1的結(jié)果，只需要運算單元1參與工作，其結(jié)果通過選擇器輸出到FF2y(為FF2₁～FF2m中的任一寄存器)。此時運算單元2的源頭數(shù)據(jù)沒有變化，所以不產(chǎn)生任何額外的動態(tài)功耗。當(dāng)選擇信號為1時，選擇運算單元2的結(jié)果，只需要運算單元2參與工作，其結(jié)果通過選擇器輸出到FF2y(為FF2₁～FF2m中的任一寄存器)。此時運算單元1的源頭數(shù)據(jù)沒有變化，同理也不產(chǎn)生額外的動態(tài)功耗。當(dāng)數(shù)據(jù)都沒有變化時，只有選擇信號變化，運算單元1、2保持上一時刻的狀態(tài)，沒有任何動態(tài)功耗，從而避免了傳統(tǒng)方法的缺陷。