Download
1 / 14
140 likes | 301 Vues
Оценка энергопотребления КМОП-схем на базе VHDL- моделирования. П.Н. Бибило, А.Л. Соловьёв ОИПИ НАН Беларуси, Минск. Взаимосвязь потребляемой мощности и переключательной активности. Динамическая мощность , потребляемая логическим элементом. где – напряжение питания;
E N D
Оценка энергопотребления КМОП-схемна базе VHDL-моделирования П.Н. Бибило, А.Л. Соловьёв ОИПИ НАН Беларуси, Минск
Взаимосвязь потребляемой мощности и переключательной активности Динамическая мощность , потребляемая логическим элементом где – напряжение питания; f–максимальная частотафункционирования; Ca– выходная емкость элемента; Na– активность переключения (среднее число изменения состояния выхода в течение одного цикла синхросигнала) VDD Vвх p-МОП Vвых КМОП-инвертор n-МОП Ca
B A Y Y A Библиотека проектирования Электрическая схема элемента A2 («И») Электрическая схема элемента N («НЕ») Библиотека содержит 32 элемента
Способы оценки числа переключений Логическое VHDL-моделирование в системе моделирования ModelSim Логическое SF-моделирование в системе Энергосберегающего Логического Синтеза “ЭЛС” Длительности передних и задних фронтов входных сигналов 1 ns; период подачи входных сигналов 40 ns; температура +27 С.
Логическое VHDL-моделирование в системе ModelSim Логическая схема CIRC
Подсчет числа переключений транзисторов
Методика VHDL-моделирования для определения числа переключений транзисторов • все логические элементы имеют одинаковую задержку • VHDL-модель элемента снабжается дополнительным выходом z, значение которого задает число переключившихся транзисторов • VHDL-модель схемы в целом дополняется процессом, осуществляющим суммирование переключений по всем элементам
VHDL-модель схемы для подсчета числа переключений транзисторов
VHDL-описание элемента A2 для определения числа переключений транзисторов
Временная диаграмма и число переключений транзисторов
Оценка энергопотребления в системе Accusim(фирма Mentor Graphics)
Выводы 1. Используя VHDL-моделирование, можно подсчитывать число переключений транзисторов в КМОП схеме и прогнозировать потребление тока. 2. Средняя точность прогноза составляет -9,9 % ÷ +13,8 %. 3. Погрешность предсказания потребляемого тока уменьшается с увеличением сложности схемы и увеличении длины теста.
