IC低功耗设计

文章结构概述

• • 能耗的划分
    • 基于系统架构的低能耗设计策略
    • 二、寄存器传输级的节能设计方法
    • 逻辑门层级

功耗分类解析

三个主要的功耗来源包括：浪涌电流、静态功耗以及动态功耗；其中，浪涌电流指的是在器件上电过程中出现的最大瞬时输入电流，这种现象与具体设备相关，但在分析中并不加以关注。

1. 动态功耗涵盖的内容为：开关功耗（即翻转功耗）
在数字CMOS电路中，当对负载电容进行充放电操作时所消耗的能量，例如在以下所示的CMOS非门电路中：

当输入电压Vin为0时，上方的PMOS晶体管导通，而下方的NMOS晶体管则处于截止状态；此时电源电压VDD会对负载电容Cload进行充电操作，充电完成后输出电压Vout将处于高电平状态。
当输入电压Vin为1时，上方的PMOS晶体管截止，而下方的NMOS晶体管导通，负载电容Cload通过NMOS晶体管完成放电过程，放电结束后输出电压Vout将变为低电平。
这种由开与关交替引起的充放电过程即构成了开关功耗，在实际计算中可表示为开关功耗Psitch，并可通过相应公式进行计算。

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