基于AMBA的SOC總線功耗分析及優(yōu)化

隨著集成電路的制造工藝進(jìn)入納米級(jí)，SOC片上各模塊間通信的功耗成為系統(tǒng)重要的參
數(shù)。本文介紹一種基于AMBA總線的系統(tǒng)級(jí)功耗評(píng)估和分析方法，重點(diǎn)通過(guò)定量的實(shí)驗(yàn)，闡述了SOC中總線模塊的功耗及它們之間的依賴關(guān)系。本文將系統(tǒng)功耗分解為各邏輯模塊的功耗，全局總線的功耗和總線接口的功耗。在分析的基礎(chǔ)上，評(píng)估不同片上互連結(jié)構(gòu)減小功耗的方法。采用了圖表對(duì)比的方式說(shuō)明總線結(jié)構(gòu)功耗優(yōu)化的結(jié)果，通過(guò)整體考慮總線結(jié)構(gòu)和個(gè)別分析單個(gè)模塊結(jié)構(gòu)，總結(jié)出功耗優(yōu)化的方法。
隨著 SOC 系統(tǒng)復(fù)雜度的不斷提高，如果采用普通的全局互連策略，會(huì)在全片功耗優(yōu)化
和系統(tǒng)性能提高方面造成瓶頸。目前，研究的重點(diǎn)主要是分析和優(yōu)化全局總線的功耗。整體看來(lái)，SOC 的互連結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，包含的功能模塊也越來(lái)越多，例如仲裁模塊，橋接模塊，譯碼器，數(shù)據(jù)/地址復(fù)用單元，控制邏輯，總線接口等。總線結(jié)構(gòu)的邏輯復(fù)雜度相當(dāng)于中等復(fù)雜度的嵌入式CPU。但目前研究整個(gè)總線結(jié)構(gòu)功耗的工作還相當(dāng)不夠。
為了更直觀地研究片上總線和其功耗，本文以AMBA2.0 總線為例，表1 列出了特定工
藝庫(kù)下，AMBA 總線功耗和系統(tǒng)其他模塊的功耗比較，從表1 中可以看出總線系統(tǒng)的功耗比多數(shù)的系統(tǒng)功能模塊的功耗大?？偩€系統(tǒng)的功能要求不斷提升，其功耗優(yōu)化的要求也在不斷提升。