Стробирование часов

редактировать

Стробирование часов - популярный метод, используемый во многих синхронных схемах для уменьшения динамического рассеиваемой мощности, удалив тактовый сигнал, когда цепь не используется. Стробирование тактовых импульсов позволяет экономить электроэнергию за счет сокращения дерева тактовых импульсов 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. Когда не переключается, потребление коммутируемой мощности стремится к нулю, и возникают только токи утечки.

Хотя асинхронные цепи по определению не имеют «часов», термин идеальное стробирование тактовых импульсов используется для иллюстрации того, как различные методы тактового стробирования являются просто приближениями зависимого от данных поведения, демонстрируемого асинхронной схемой. По мере того, как степень детализации, на которой один стробирует часы синхронной схемы, приближается к нулю, энергопотребление этой схемы приближается к энергопотреблению асинхронной схемы: схема генерирует логические переходы только при активных вычислениях.

Содержание

  • 1 Подробности
  • 2 См. Также
  • 3 Ссылки
  • 4 Дополнительная литература

Подробности

Стробирование часов работает, принимая условия включения, прикрепленные к регистрам, и использует их для стробирования часов. Чтобы 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.

Логика стробирования часов может быть добавлена ​​в проект различными способами:

  1. Закодирована в код уровня передачи регистров (RTL) как условия включения, которые могут быть автоматически преобразованы в часы логика стробирования с помощью инструментов синтеза (стробирование тактовых импульсов с мелким зерном).
  2. Вставляется в проект вручную разработчиками RTL (обычно как стробирование тактовых импульсов на уровне модуля) путем создания экземпляров ячеек интегрированного стробирования тактовых импульсов (ICG), специфичных для библиотеки определенных модулей или регистров.
  3. Полуавтоматически вставляется в RTL инструментами автоматического стробирования тактовых импульсов. Эти инструменты либо вставляют ячейки ICG в RTL, либо добавляют условия включения в код RTL. Они обычно также предлагают оптимизацию последовательного стробирования тактовых импульсов.

Любые модификации RTL для улучшения стробирования тактовых импульсов приведут к функциональным изменениям в конструкции (поскольку регистры теперь будут содержать другие значения), которые необходимо проверить.

Последовательное стробирование тактовых импульсов - это процесс извлечения / распространения условий разрешения на последовательные элементы восходящего / нисходящего потока, так что дополнительные регистры могут стробироваться тактовыми импульсами.

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 ручное управление тактовой частотой программным обеспечением, когда драйвер включает или отключает различные тактовые частоты, 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, так что они будут отключены до тех пор, пока процессор CPU или DMA не потребует их использовать, в то время как некоторые периферийные устройства на этой шине могут быть заблокированы навсегда, если они не используются на этой плате.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

  • Li, Hai; Бхуниа, С. (28 февраля 2003 г.) [12 февраля 2003 г.]. Детерминированная синхронизация для уменьшения 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.
Последняя правка сделана 2021-05-15 11:56:21
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте