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做芯片第一應(yīng)該關(guān)注的是芯片的PPA（Perf ormance， Power， Area），本篇淺顯的部分討論，第二個 P，Power功耗，在RTL設(shè)計中如何做到低功耗設(shè)計，對于移動設(shè)備續(xù)航的十分重要，不要讓你的芯片徒增功耗。

數(shù)據(jù)通路寄存器打拍

數(shù)據(jù)寄存器打拍帶上vld，不加復(fù)位邏輯，這樣會省去寄存器復(fù)位電路的布線面積，而且工具還會給寄存器自動插時鐘門控，還達到了降低功耗的效果。至于寄存器不復(fù)位，一些剛學習的朋友可能會感覺有些刷新認知，寄存器怎么能不復(fù)位，不復(fù)位不就是x態(tài)了，系統(tǒng)不就紊亂了。是的，寄存器不復(fù)位是會產(chǎn)生x態(tài)，不過這里說的是數(shù)據(jù)通路，控制通路的所有信號都是必須帶復(fù)位邏輯。數(shù)據(jù)通路因為這里是帶著vld進行打拍，只需要保證在你使用的時候，它不是x態(tài)就行了?？刂仆返男盘?a href="http://ttokpm.com/v/tag/8966/" target="_blank">控制系統(tǒng)的運行，出現(xiàn)x態(tài)，必然掛死。而數(shù)據(jù)通路只要保證在vld的有效，也就是我踩這個數(shù)據(jù)的時候它是正確的就行了，不管它是x態(tài)還是其他無效的數(shù)據(jù)。當然如果數(shù)據(jù)有作為判斷邏輯用于控制，那這個數(shù)據(jù)一定要進行復(fù)位。代碼示例，時序邏輯可以省略else，寄存器默認保持，組合邏輯必須寫else。vld是一個脈沖將這個數(shù)據(jù)踹一腳直接踹進這個寄存器存儲，在下一腳來臨之前，這個寄存器都將保持這個數(shù)據(jù)。

always @(posedge clk)begin if(data_vld) dout[63:0] <= din;end

手動插入時鐘門控

手動插入時鐘門控，根據(jù)控制場景的不同自動關(guān)掉部分模塊的時鐘，留有軟件的控制通道，由軟件關(guān)閉。可以有效的減少動態(tài)功耗。舉例，比如一塊運算電路配置全開的時候需要四個相同的計算模塊同時工作，最少的情況只需要一個模塊工作，這時根據(jù)配置的不同可以將其他三個模塊的時鐘關(guān)掉，減少動態(tài)功耗。

整個Top模塊掉電

整個二級Top模塊掉電休眠，掉電后將所有需要保存的數(shù)據(jù)寫到memory中，等下一次模塊喚醒上電啟動時再重新寫回到硬件中。ASIC中的RAM可以自己生成是否需要掉電保存數(shù)據(jù)的功能，不需要的專門存儲的RAM也一起掉電。需要使用和保存的數(shù)據(jù)寄存器較少，可以從模塊伸出接口到頂層，讓軟件讀走，等下一次模塊喚醒上電啟動時再通過軟件配置寄存器配置回模塊。這就是低功耗模式。

靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗

靜態(tài)功耗只要電路供電就有，除非掉電休眠，否則無法避免，動態(tài)功耗只要存在高低電平切換就有。在rtl設(shè)計時，良好的代碼風格也可以降低動態(tài)功耗，乘法器、加法器等運算單元，通過減少組合邏輯的翻轉(zhuǎn)，從而達到降低動態(tài)功耗的效果。

輸入到輸出，組合邏輯的a、b端值不變，沒有電平翻轉(zhuǎn)，所以不會有動態(tài)功耗，只存在靜態(tài)功耗。在設(shè)計中考慮組合邏輯無效翻轉(zhuǎn)問題，某段時間這部分數(shù)據(jù)無效，通過使能信號選擇這部分邏輯保持，得到避免動態(tài)功耗的效果。

審核編輯：李倩

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