收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

集成电路低功耗设计可逆逻辑综合及性能分析

胡靖  
【摘要】: 随着集成电路工艺进入超深亚微米和纳米时代,不断增大的电路规模、不断增加的功耗和日益凸现的物理效应等问题,都成为集成电路自动化所面临的新挑战。快速发展的集成电路低功耗设计自动化需要多学科交叉研究,存在着大量的组合优化和统计分析等问题,已成为该领域备受关注的研究热点和前沿。工艺参数变动对电路性能(如速度和功耗)的影响越来越大,迫使低功耗设计辅助工具软件必须考虑工艺参数变化对低功耗设计的影响。集成电路低功耗设计算法需要更为高效的电路时延和功耗分析算法,所以如何提高电路时延和功耗统计分析的效率,不仅是电路时延和功耗统计分析领域的研究方向,也是电路低功耗设计统计方法研究进一步发展的关键。可逆电路对低功耗设计有着潜在的优势。本文以可逆电路为背景,对结合物理因素的逻辑综合和性能分析方法进行深入研究,旨在探讨低功耗设计中以物理因素为中心的逻辑综合优化方法和性能分析方法。 本文深入分析了可逆电路的工作特点、综合优化及其性能分析问题,提出了相应的综合优化方法并实现了该算法。研究了可逆电路的面积和时延问题,采用矩阵模型和符号代数作为理论基础,提出了一种符号综合方法;深入研究了可逆电路的时延分析问题,针对串扰对电路的时延带来的影响,探讨了串扰时延的计算方法,进一步在考虑面积、时延、串扰等约束下利用成本函数来指导综合过程;深入分析和研究了性能分析问题,针对工艺参数变动对电路性能(如速度和功耗)的影响日益显著的问题,提出了更加精确的电路时延和漏功耗分析方法;针对分析的复杂度和精确度问题,提出了面向性能的参数约简方法;探讨了时空参数下的分析问题,取得了以下创新性的成果: ●将可逆电路映射到一个矩阵上,能够方便地从中提炼出成本函数所必需的相关因子以及电路中任意点的输入输出值。在缩减所用门数量的同时,将减少垃圾线数作为次要目标。将可逆逻辑综合问题当作多输出逻辑综合来处理,通过划分确保每个划分区中必要输出为单输出,利用符号代数方法找出每个划分的候选门。通过附加额外的约束条件,将PPRM中的布尔运算映射为布尔多项式的运算,提出的一种以Gr(?)bner基为数学基础的分解策略来获得候选门,既解决计算复杂性问题,又改善了电路的性能。 ●本文在综合过程中考虑了串扰因素,通过信号波形间的距离,同时考虑波形间的形状,分析波形之间的相关性,定义了波形相似性的概念,建立了串扰以及串扰时延的计算方法,提出了基于串扰优化的交换线间排列的优化方法。这是其他可逆电路综合方法忽视的问题。在成本函数中,我们提出了权值确定算法,使我们能根据不同的优化目标找到适宜的结果。 ●在解决低功耗问题时,不能单纯依靠低功耗器件的选用,还必须与其他一些方法相结合来设计系统。本文将海森矩阵的概念引入到二次时延模型中,建立了改进的二次时延模型,纠正了现有二次模型分析中的方差分析错误,为下面的工作打基础。本文提出了电路漏功耗的对数用改进的二次模型拟合方法,直接用工艺参数变动变量表达,并论证了这一拟合的正确性和合理性,简化分析过程。 ●本文建立了一个层次化性能分析模型,根据电路的时延和漏功耗的对数的统一表达形式,提出了一种新颖的基于CH(Correlation-Hessian matrix)的面向性能的参数约简方法,保留部分重要参数,减小计算规模。利用CH矩阵作约简方法既考虑了工艺参数之间的依赖关系,又考虑到它们与高层次之间的关系,从而提高性能预算的精确度。探索时空参数变化下的参数模型,尝试将工艺参数扩展到时空参数做讨论。 本论文深入研究了可逆电路的综合优化问题以及工艺参数变化带来的性能分析等新问题,具有很强的针对性和代表性,可以作为其他以低功耗设计为中心的集成电路自动化设计方法的借鉴。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN402

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韦一;沈继忠;;基于阈值逻辑的逻辑函数综合算法研究[J];电子与信息学报;2011年07期
2 李晓铭;;电子设计自动化技术在电子设计技术中发展的优势[J];河南科技;2011年12期
3 管幸福;余宁梅;路伟;;一种wallace树压缩器硬件结构的实现[J];计算机工程与应用;2011年23期
4 侯攀峰;缪惠茹;李硕;;集成电路CAD中各个环节的配合[J];科技致富向导;2011年24期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖芳英;陈汉武;李志强;刘文杰;许娟;;可逆电路错误定位方法的研究[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
2 陈开中;肖芳英;李志强;陈汉武;;基于群论的可逆逻辑电路综合方法的研究[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
3 赵骏;陈汉武;陈开中;肖芳英;;可逆逻辑电路多余门错误的检测[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
4 陈汉武;李志强;李文骞;;量子可逆逻辑综合的关键技术及其算法的研究[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
5 高腾飞;钟洪声;;基于0.35um SiGe工艺和物理综合流程的UARTASIC设计[A];四川省通信学会2006年学术年会论文集(二)[C];2006年
6 邓勤学;陈绥阳;位永辉;;用VHDL实现快速傅里叶变换及其逆变换的研究[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
7 何世彪;;电子设计自动化技术概述[A];四川省通信学会一九九三年学术年会论文集[C];1993年
8 唐苹;;一种基于51单片机的直流电动机控制系统研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
9 张弘;李康;;一种可编程MBIST结构的设计与实现[A];第20届测控、计量、仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
10 卢青;丁恩杰;张余峰;;DSPbuilder在基于FPGA的DSP设计中的应用[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 MUC;SYNPLICITY推出面向Xilinx的全套设计解决方案[N];电子报;2007年
2 本报记者 王小庆;EDA厂商谈发展策略[N];中国电子报;2001年
3 圣景微电子(上海)有限公司 姚海平;虚拟的现实[N];中国电子报;2002年
4 朱仁康;数字电视“中国芯”在上海研制成功[N];中国电子报;2004年
5 上海华虹集成电路有限责任公司 总经理 闵昊 博士;开发自主知识产权CPU的设计关键和主要问题[N];中国高新技术产业导报;2002年
6 ;华西IC中心:让成果走向市场[N];中国电子报;2002年
7 记者 陈卫东 通讯员 蒋宏 黄屏;上海交大登上“深亚微米集成电路设计技术”高地[N];科技日报;2000年
8 记者 金志明 通讯员 蒋宏 黄平;上海交大攻克“深亚微米”高地[N];中国教育报;2000年
9 陕西 李云;集成电路设计浅谈[N];电子报;2005年
10 雷新安;列车通信与控制系统研制成功[N];科技日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 胡靖;集成电路低功耗设计可逆逻辑综合及性能分析[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 王伦耀;Reed-Muller函数混合极性综合技术及在双逻辑综合中应用的研究[D];浙江大学;2012年
3 管致锦;可逆计算中逻辑综合若干问题研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 阮坚;异步控制电路设计与实现关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 于宝东;用于物理综合的布线估计算法[D];华中科技大学;2006年
6 郑兆青;用于H.264视频编码的运动估计VLSI结构研究[D];华中科技大学;2007年
7 黄少滨;EDA中高层次综合算法及两种时序综合理论比较研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨红梅;E1/CT-BUS帧调整技术的FPGA实现[D];天津大学;2003年
2 廖军和;深亚微米EoPDH专用集成电路的设计与实现[D];合肥工业大学;2009年
3 赵佳媚;一款通信芯片的逻辑综合和等价性验证[D];西安电子科技大学;2009年
4 许浒;面向新型北大众志系统芯片的约束设置与逻辑综合[D];北京大学;2008年
5 唐善强;全数字三相SPWM信号产生系统ASIC设计[D];西安理工大学;2005年
6 李磊;深亚微米高性能数字ASIC芯片的后端设计[D];电子科技大学;2007年
7 王晓光;基于FPGA的逻辑综合方法的研究与设计[D];西安电子科技大学;2008年
8 丁夏;蓝牙芯片的综合实现与验证[D];西安电子科技大学;2009年
9 向多春;51核SOC应用设计[D];电子科技大学;2006年
10 闫阳;一种八位MCU的设计[D];天津大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026