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　　簡介

　　文獻(xiàn)[1]使我們?cè)谌缦路矫嬗辛艘粋€(gè)很好的了解：芯片里什么是主要電源消耗者以及如何克服。大部分動(dòng)態(tài)功率消耗相關(guān)技術(shù)可以用寄存器傳輸語言(RTL)捕獲或在合成腳本中控制。直到最近，關(guān)閉設(shè)計(jì)中某些部件電源的相關(guān)技術(shù)成為可能，僅通過把設(shè)計(jì)與特殊技術(shù)捆綁實(shí)現(xiàn)。一種常用的方式是hand-instantiate技術(shù)，是專門的功率控制元素。有爭議的是，這種設(shè)計(jì)開發(fā)緩慢并容易出錯(cuò)。驗(yàn)證方法將涉及到門級(jí)或晶體管級(jí)模擬仿真，這很費(fèi)時(shí)。缺點(diǎn)是需要了解語言開發(fā)，要用到CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))工具進(jìn)行仿真和合成。本文的目的是對(duì)如下進(jìn)行初步描述：電源控制需要做哪些事情，以及UPF如何使用軟件IP處理。

　　電源控制所需的操作

　　為了實(shí)現(xiàn)低功率消耗，設(shè)計(jì)人員需要特殊的電源控制單元。電源控制的目的可能是：(a)使模塊工作在不同的供電電壓，時(shí)序要求嚴(yán)格的模塊工作在較高電壓下，(b)打開/關(guān)閉整個(gè)模塊。

　　使模塊工作在不同的供電電壓需要使用電平移位器。

　　處理關(guān)閉模塊電源時(shí)必須考慮到的關(guān)鍵元素是

　　a. 隔離單元：在正常的工作模式下，當(dāng)模塊沒有關(guān)閉電源時(shí)，隔離單元只需要使邏輯值通過。當(dāng)模塊關(guān)閉電源時(shí)，隔離單元確保輸出捕捉到一個(gè)已知邏輯值。邏輯值可以為“0”，' 1 '或最近的狀態(tài)。

　　b. 電源狀態(tài)保持門(SRPG)： SRPG是當(dāng)設(shè)為SAVE時(shí)，用來保持影子寄存器中寄存器內(nèi)容的備份。當(dāng)寄存器上電時(shí)，我們保持其值，設(shè)為RESTORE。影子寄存器備份的內(nèi)容返回到主寄存器

　　c. 電源開關(guān)：這些是打開/關(guān)閉電源的單元。要注意，這些開關(guān)必須精密加工，避免多余的“IR”丟掉。

　　圖1 電源控制基本組成

　　圖2所示為電源控制的相關(guān)控制信號(hào)。請(qǐng)注意，“_N”后綴的信號(hào)為低有效。

　　電源關(guān)閉時(shí)序必須按照以下步驟：(i) 需要關(guān)閉電源的模塊必須要先隔離，這樣相鄰模塊仍能收到有效的數(shù)字信號(hào)，(ii)設(shè)置SAVE信號(hào)，這樣SRPG為保持模式，(iii)這時(shí)，所有連續(xù)和組合單元都處于接受關(guān)閉電源的狀態(tài)。這時(shí)候POWER_DOWN就有效了。

　　電源上電時(shí)序要遵循下面步驟：(i) 禁用 POWER_DOWN， (ii) 禁用復(fù)位，有一個(gè)效果的上電復(fù)位，(iii) 當(dāng)RESTORE 信號(hào)有效時(shí)，SRPG復(fù)制影子寄存器內(nèi)容到主寄存器，(iv)允許隔離單元傳輸正常值。