SoC系統(tǒng)功耗管理的研究和開(kāi)發(fā).pdf

1、集成度和時(shí)鐘頻率的大幅度提高，這二方面的同時(shí)發(fā)展導(dǎo)致集成電路的功耗越來(lái)越大，使得集成電路的功耗問(wèn)題日益突出。SoC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與普通集成電路不同，不是使用晶體管來(lái)搭建，而是使用IP來(lái)搭建系統(tǒng)。集成密度的提高也使SoC系統(tǒng)集成的IP數(shù)以摩爾定律的速度增加，帶來(lái)的不僅僅是復(fù)雜度的提高，更是功耗的增加和功耗密度的飛漲。 為了抑制功耗增長(zhǎng)帶來(lái)的SoC芯片的可靠性問(wèn)題，更為了在嵌入式系統(tǒng)，尤其是電池供電系統(tǒng)中發(fā)揮SoC系統(tǒng)應(yīng)有的作用，在硬件

2、領(lǐng)域，低功耗硬件電路的設(shè)計(jì)方法得到了廣泛應(yīng)用。然而僅僅利用低功耗硬件電路仍舊不夠，進(jìn)一步的，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中，提出了“動(dòng)態(tài)功耗管理DPM”的概念。在DPM中，普通的方法是把系統(tǒng)中不在使用的組件關(guān)閉或者進(jìn)入低功耗模式(待機(jī)模式)，這種方法已經(jīng)不能滿足要求。 本文針對(duì)浙江大學(xué)與杭州中天微系統(tǒng)有限公司合作開(kāi)發(fā)的SoC平臺(tái)CKM510X系列，提出了基于DFS、DVS技術(shù)和門控時(shí)鐘的功耗管理的實(shí)現(xiàn)方法。其中，DFS的運(yùn)用使得該SoC系統(tǒng)可

3、以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算需求，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的時(shí)鐘，包括CPU時(shí)鐘，AHB和APB總線時(shí)鐘，來(lái)達(dá)到動(dòng)態(tài)降低系統(tǒng)功耗的目的。DVS技術(shù)更進(jìn)一步的讓系統(tǒng)在低頻率運(yùn)行的同時(shí)，控制片外的逆變器使得系統(tǒng)的供電電壓也同時(shí)降低，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的功耗。同時(shí)，聯(lián)合了門控時(shí)鐘技術(shù)，使得SoC系統(tǒng)的每個(gè)模塊都可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)需求切斷和打開(kāi)時(shí)鐘信號(hào)。 本文主要針對(duì)這三種主要的技術(shù)闡述了所實(shí)現(xiàn)的功耗管理系統(tǒng)的概念，流程和設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，并在這個(gè)基礎(chǔ)上