 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Стробирование тактовых импульсов - это популярный метод, используемый во многих синхронных схемах для уменьшения динамического рассеивания мощности путем удаления тактового сигнала, когда схема не используется. Стробирование часов экономит электроэнергию, сокращая дерево часов за счет добавления дополнительной логики в схему. Обрезка часов отключает части схемы, так что триггеры в них не должны переключать состояния. Переключение состояний потребляет энергию. В отсутствие переключения потребляемая мощность переключения стремится к нулю, и возникают только токи утечки . [1]
Хотя асинхронные схемы по определению не имеют «часов», термин идеальное стробирование тактовых импульсов используется, чтобы проиллюстрировать, как различные методы стробирования тактовых импульсов являются просто приближениями зависимого от данных поведения, демонстрируемого асинхронными схемами. По мере того, как степень детализации, на которой один стробирует часы синхронной схемы, приближается к нулю, энергопотребление этой схемы приближается к уровню асинхронной схемы: схема генерирует логические переходы только тогда, когда она активно вычисляет. [2]
Подробности [ править ]
Стробирование часов работает, принимая условия включения, прикрепленные к регистрам, и использует их для стробирования часов. Чтобы можно было использовать синхронизацию и получать выгоду от стробирования часов, конструкция должна содержать эти разрешающие условия. Этот процесс стробирования тактовых импульсов также может сэкономить значительную площадь кристалла, а также энергию, поскольку он удаляет большое количество мультиплексоров и заменяет их логикой стробирования тактовых импульсов. Эта логика тактового стробирования обычно имеет форму ячеек «интегрированного тактового стробирования» (ICG). Однако логика стробирования часов изменит древовидную структуру часов, поскольку логика стробирования часов будет находиться в дереве часов.
Логику стробирования часов можно добавить в проект разными способами:
- Закодировано в код уровня передачи регистров (RTL) как условия включения, которые могут быть автоматически переведены в логику стробирования тактовых импульсов с помощью инструментов синтеза (стробирование тактовых импульсов с мелким зерном).
- Вставляется в проект вручную разработчиками RTL (обычно как стробирование тактовых импульсов на уровне модуля) путем создания экземпляров ячеек интегрированного стробирования (ICG), специфичных для библиотеки, для стробирования тактовых импульсов определенных модулей или регистров.
- Полуавтоматически вставляется в RTL инструментами автоматического стробирования часов. Эти инструменты либо вставляют ячейки ICG в RTL, либо добавляют условия включения в код RTL. Обычно они также предлагают оптимизацию последовательного стробирования.
Любые модификации RTL для улучшения тактового стробирования приведут к функциональным изменениям в конструкции (поскольку регистры теперь будут содержать другие значения), которые необходимо проверить.
Последовательное стробирование тактовых импульсов - это процесс извлечения / распространения разрешающих условий на последовательные элементы восходящего / нисходящего потока, так что дополнительные регистры могут стробироваться по тактовому сигналу.
Чип, предназначенный для работы от батарей или с очень низким энергопотреблением, например, используемый в мобильных телефонах, носимых устройствах и т. Д., Будет реализовывать несколько форм стробирования часов вместе. С одной стороны, это ручная синхронизация часов программным обеспечением, когда драйвер включает или отключает различные часы, используемые данным контроллером холостого хода. С другой стороны, автоматическое стробирование часов, когда аппаратное обеспечение может определить, есть ли какая-нибудь работа, и выключить заданные часы, если они не нужны. Эти формы взаимодействуют друг с другом и могут быть частью одного и того же дерева включения. Например, внутренний мост или шина могут использовать автоматическое стробирование, чтобы оно было отключено до тех пор, пока ЦП или DMA Engine должен использовать его, в то время как некоторые периферийные устройства на этой шине могут быть навсегда заблокированы, если они не используются на этой плате.
См. Также [ править ]
- Стробирование мощности
- Удаление глюков
- Динамическое масштабирование частоты
- Автономная периферийная работа
Ссылки [ править ]
- ↑ Панда, Прити Ранджан; Шривастава, Авирал; вн Сильпа, Б .; Гуммидипуди, Кришна (17 сентября 2010 г.). Проектирование энергосберегающих систем (1-е изд.). Springer . С. 25, 73. ISBN 978-1-4419-6387-1.
- ^ Хюбнер, Майкл; Беккер, Юрген (03.12.2010). Многопроцессорная система на кристалле: проектирование оборудования и интеграция инструментов (1-е изд.). Springer . п. 176. ISBN. 978-1-4419-6459-5.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Ли, Хай; Бхуниа, С. (28 февраля 2003 г.) [12 февраля 2003 г.]. Детерминированная синхронизация для снижения мощности микропроцессора . Девятый международный симпозиум по архитектуре высокопроизводительных компьютеров, 2003 г. HPCA-9 2003. Труды . IEEE . С. 113–122. CiteSeerX 10.1.1.79.6234 . DOI : 10.1109 / HPCA.2003.1183529 . ISBN 978-0-7695-1871-8. ISSN 1530-0897 .
