بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
فصل پنجم : توان
اسلاید 3 :
رئوس مطالب
مقدمه
توان پویا
توان ایستا
بهینه سازی تاخیر- انرژی
معماری های توان پایین
فصل پنجم : توان
اسلاید 4 :
مقدمه: تعاریف
توان از یک منبع ولتاژ متصل به پایه (یا پایه های) VDD کشیده می شود.
توان لحظه ای:
انرژی:
توان متوسط:
واحد توان: وات (W) واحد انرژی: ژول (J) یا توان-ساعت
فصل پنجم : توان
اسلاید 5 :
فصل پنجم : توان
توان در المان های مداری
اسلاید 6 :
فصل پنجم : توان
شارژ خازن
اسلاید 7 :
فصل پنجم : توان
شکل موج های سوئیچینگ وارونگر
مثال: VDD = 1.0 V , CL = 150 fF , f = 1 GHz
اسلاید 8 :
فصل پنجم : توان
شکل موج های سوئیچینگ وارونگر
مثال: VDD = 1.8 V , CL = 150 fF , f = 1 MHz tech:180nm
اسلاید 9 :
توان سوئیچینگ
فصل پنجم : توان
اسلاید 10 :
فصل پنجم : توان
ضریب فعالیت
اسلاید 11 :
عوامل مصرف توان
فصل پنجم : توان
توان
توان پویا
توان ایستا
1- شارژ و دشارژ خازن در سوئیچ
2- جریان اتصال کوتاه
1- ناشی از جریان زیر آستانه
2- جریان نشتی گیت
3- جریان نشتی پیوند سورس(درین)-بدنه
4- جریان کشیده شده در حالت رقابت در مدارات نسبتی*
×: Ratioed circuits
اسلاید 12 :
فصل پنجم : توان
عوامل مصرف توان
Ptotal = Pdynamic + Pstatic
توان پویا: Pdynamic = Pswitching + Pshortcircuit
سوئیچینگ خازن بار
جریان اتصال کوتاه
توان ایستا: Pstatic = (Isub + Igate + Ijunct + Icontention)VDD
جریان نشتی زیر آستانه
جریان نشتی گیت
جریان نشتی پیوندها با بدنه
جریان نشتی رقابتی
اسلاید 13 :
فصل پنجم : توان
توان پویا: مثال
تراشه دیجیبتالی با یک میلیارد ترانزیستور
50 میلیون ترانزیستور مورد استفاده در گیت های منطقی
عرض متوسط ترانزیستورها: 12 l
ضریب فعالیت گیت های منطقی: 0.1
950 میلیون ترانزیستور مورد استفاده در آرایه حافظه
عرض متوسط ترانزیستورها: 4 l
ضریب فعالیت: 0.02
منبع ولتاژ: 1 ولتی تکنولوژی: 65 نانومتری طول کانال: 50 nm l = 25
خازن گیت=1 fF/mm خازن نفوذ=0.8 fF/mm
سوال: توان سوئیچینگ در فرکانس کاری 1 گیگا هرتزی؟
از خازن سیم و جریان اتصال کوتاه صرف نظر کنید.
اسلاید 14 :
فصل پنجم : توان
پاسخ:
اسلاید 15 :
فصل پنجم : توان
کاهش توان دینامیک
تلاش برای کاهش:
ضریب فعالیت
خازن
منبع ولتاژ
فرکانس کار
اسلاید 16 :
فصل پنجم : توان
تخمین ضریب فعالیت
Pi = 1-Pi
ai = Pi * Pi
داده های کاملا تصادفی دارای P = 0.5 و در نتیجه a = 0.25
اغلب داده ها کاملا تصادفی نیستند.
برای مثال بیت های ارزش بالای یک عدد 64 بیتی که نشان دهنده مقدار پول موجود در حساب بانکی شماست در بیشتر موارد صفر می باشند.
گیت های ANDها و ORها دارای ضریب فعالیت کمتری هستند.
بستگی به طراحی دارد اما حدوداً: a ≈ 0.1
اسلاید 17 :
فصل پنجم : توان
تخمین ضریب فعالیت
احتمال خروجی گیت های مختلف بر اساس تابعی از احتمال ورودی
اسلاید 18 :
فصل پنجم : توان
مثال
گیت AND 4 ورودی ساخاتار درختی و ساختار زنجیره ای
ضریب فعالیت هر گره مدار را با فرض احتمال ورودی ها برابر 0.5 بدست آورید؟
اسلاید 19 :
فصل پنجم : توان
گیت کردن کلاک
بهترین روش برای کاهش ضریب فعالیت: خاموش کردن بلوک های بیکار با قطع کلاک
ضریب فعالیت برای کلاک (a = 1)
نیاز به برنامه ریزی داریم اگر بلوک هایی مورد استفاده باشد.
اسلاید 20 :
فصل پنجم : توان
گلیچ ها
گلیچ ها عامل مصرف توان اضافی سیستم
