【007】数字IC笔面试常见题
本期考点
-
STA是什么？它的优缺点是什么？
-
DFF的内部结构是什么样的？
上期答案
功耗的来源分为个部分，分别是动态功耗，直通功耗，以及静态功耗。表示为：
动态功耗是由充放电电容引起的，当电容通过管进行充电，它的电压从升至电源电压，这些能量是从电源获得的。能量在中被损耗掉一部分，剩余部分存放于负载电容。同理，在由高到低的翻转中这个电容会被放电，能量消耗在管中。
通过周期内对瞬时功耗求积分，可以得到翻转期间从电源吸收的能量EV和翻转结束时负载电容上存储的能量EC；
我们设定一个翻转因子并设为为系统工作频率，两者共同决定器件的开关活动性。那么得到的动态功耗可以表示为：
现实情况的电路里输入信号的上升时间和下降时间不可能为即输入的并不是理想的阶跃波形。导致在器件的开关过程中，和有一个短暂的同时导通的时间，从到形成了一条直流通路。
低功耗设计方法：
在架构层面上：主要是采用多电压设计技术：1.在各个电压区域使用固定电压；2.各电压区域具有固定的多个电压，由软件决定选择哪一个电压；3.自适应的方式，各电压域具有可变的，由软件决定选择哪一个电压。DVFS：动态电压频率技术。系统时钟的选择，在不同情况下，选择不同的系统时钟；也可考虑异步电路设计；IP的选择。
在RTL级层面上：流水线和并行之间的选择；资源共享和状态编码；操作数隔离；时钟门控；
在门级层面上：采用多阈值电压设计；电源门控
从静态功耗层面：面积优化，多阈值CMOS工艺，多电压域，电源门控，动态电压及动态频率缩放DVFS，体偏置。
从动态功耗层面：面积优化，时钟门控，多电压域，动态电压及动态频率缩放DVFS。