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基于CPF的90纳米低功耗独立成分分析处理器的设计与物理实现

王贻源  
【摘要】:随着半导体制造工艺向深亚微米发展,功耗已经成为现今集成电路设计中最为关键的设计指标,这导致了芯片中低功耗技术的大规模应用。伴随着低功耗技术的广泛使用,如何高效稳定地实现这些技术也成为另外一个急需解决的问题。 本课题的主要目标是设计一款低功耗独立成分分析(Independent Component Analysis, ICA)处理器芯片。该芯片拟应用于便携式脑波监测分离仪器,要求很低的功耗。 本文在分析总结了低功耗设计原理与主要方法的基础上,采用业界最新的通用功耗格式(Common Power Format, CPF)来描述独立成分分析处理器的低功耗设计目标,对芯片做了低功耗整体规划,提出了针对该芯片的低功耗控制器以及物理实现方案,并最终使用UMC90纳米工艺作做低功耗物理实现。 为了提高低功耗设计的效率和稳定性,本课题引入了Cadence低功耗设计方法学,实现了电源关断(Power Shut Off)这个高级低功耗技术,并将其应用于独立成分分析处理器的低功耗设计,最终结果显示完成的芯片与前一个未做低功耗优化的版本相比,在同样的软件环境下,功耗降低了70%。


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