基于自适应门控时钟的CPU功耗优化和VLSI设计

• 作者: 余翩翩 单伟伟 卜爱国 吴建兵
• 来源期刊: 东南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 低功耗 自适应时钟门控 流水线阻塞
• 年，卷（期）: 2015,（2）
• 页码范围: 219-223
• 页数: 5页
• 分类号: TN47
• 字数: 3132字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-0505.2015.02.004

摘要

提出了一种CPU的功耗优化方法,即通过自适应时钟门控来解决CPU中由于流水线阻塞、浮点处理器(FPU)和多媒体协处理器空闲所导致的动态功耗浪费.首先,设计了模块级自适应时钟门控单元,并通过芯片内部硬件电路来自动监测上述模块是否空闲,模块空闲时时钟关闭,从而消除了不需要的时钟翻转带来的模块内部动态功耗消耗.然后,将自适应时钟门控单元应用于国产处理器Unicore-2中,对其流水线阻塞、FPU和多媒体协处理器空闲的产生进行功耗优化.最后,基于TSMC 65 nm工艺下已流片芯片的网表和寄生参数文件,通过反标芯片的波形获得电路翻转率,并用PrimeTime PX工具进行了功耗仿真.仿真结果表明,利用本方法运行Dhrystone,Whestone和Stream三个典型测试程序时可获得18％～28％的功耗收益,其面积代价可以忽略,并对CPU性能没有影响.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	卜爱国	东南大学国家专用集成电路系统工程研究中心	18	105	6.0	9.0
2	余翩翩	东南大学国家专用集成电路系统工程研究中心	1	12	1.0	1.0
3	吴建兵	东南大学国家专用集成电路系统工程研究中心	1	12	1.0	1.0
4	单伟伟	东南大学国家专用集成电路系统工程研究中心	6	32	3.0	5.0