專利名稱：一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低集成電路功耗的方法，尤其涉及一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的不斷發(fā)展，各種手持電子設(shè)備以及各種非接觸式卡類得到了普遍的應(yīng)用。無論是電子設(shè)備還是非接觸卡類產(chǎn)品，產(chǎn)品的功耗是決定產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)之一。在針對各種產(chǎn)品設(shè)計電路中，盡可能地降低產(chǎn)品中集成電路芯片設(shè)計的功耗，顯得尤為重要。在集成電路的運算單元設(shè)計中，如附圖1中所示，寄存器FFlx(FF為寄存器簡稱，χ 指代FFl1 FFln中任一寄存器)經(jīng)不同的運算單元后，通過多路轉(zhuǎn)換器后產(chǎn)生FF2y (y指代FM1 FFaii中任一寄存器)。此電路經(jīng)選擇器，在任何時刻最多只有一路的輸出結(jié)果是有效的，換句話說就是其余其他運算單元的運算是無效的，但這些無效的運算產(chǎn)生了很多無效的動態(tài)功耗。傳統(tǒng)的電路設(shè)計中，一般采用增加門控電路來控制運算單元的工作，如附圖2中所示。此種電路設(shè)計方式能夠降低無需參與運算的單元的無效功耗。但這種電路設(shè)計方法中存在的缺點為當(dāng)數(shù)據(jù)源頭沒有變化，而選擇信號發(fā)生變化時，運算單元會交替參與運算，則產(chǎn)生了額外的功耗，不能有效地降低電路設(shè)計中的動態(tài)功耗。如何在電路設(shè)計中，采用新的設(shè)計模式，從根本上有效降低設(shè)計中的冗余動態(tài)功耗，是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，通過復(fù)制并行運算單元的源頭寄存器，根據(jù)運算需求選擇參與運算的寄存器數(shù)據(jù)，參與后續(xù)邏輯運算。從而關(guān)閉某些不需參與運算的寄存器單元，有效地降低了電路中的動態(tài)功耗。一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，包含以下實施步驟(1)確定電路中進(jìn)行并行運算的數(shù)據(jù)源頭寄存器；(2)根據(jù)并行單元的數(shù)目復(fù)制數(shù)據(jù)源頭寄存器；(3)根據(jù)選擇控制信號，確定對源頭寄存器進(jìn)行操作或是對源頭寄存器的復(fù)制單元進(jìn)行操作；(4)上述操作輸出結(jié)果經(jīng)運算單元和選擇器選擇輸出。多個運算單元并行進(jìn)行運算時，其數(shù)據(jù)源頭來自于同一組寄存器。復(fù)制源頭寄存器數(shù)目與運算單元的個數(shù)相同并一一對應(yīng)。電路中選擇器的控制信號同時控制復(fù)制的寄存器。根據(jù)選擇控制信號，選中的運算單元的源頭寄存器數(shù)據(jù)執(zhí)行后續(xù)操作，其余寄存器數(shù)據(jù)不產(chǎn)生任何變化。


圖1電路設(shè)計中寄存器應(yīng)用結(jié)構(gòu)2傳統(tǒng)的降低冗余動態(tài)功耗的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)3本發(fā)明所提供的降低冗余動態(tài)功耗的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)4本發(fā)明所提供的降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法基本流程圖
具體實施方案以下結(jié)合附圖3和附圖4對本發(fā)明提供的降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖3給出了本發(fā)明所提供的降低動態(tài)功耗的電路設(shè)計結(jié)構(gòu)圖，F(xiàn)Fl1A-FFlnA是數(shù)據(jù)源頭寄存器，F(xiàn)Fl1B-FFlnB為數(shù)據(jù)源頭寄存器的復(fù)制單元。選擇信號通過選擇寄存器 FFO輸出，當(dāng)選擇信號為0時，允許源頭寄存器FFlxA (為FFl1A FFlnA中任一寄存器)中的內(nèi)容更改；當(dāng)選擇信號為1時，允許源頭寄存器FFlxB (為FFl1B FFlnB中任一寄存器) 中的內(nèi)容更改。當(dāng)選擇信號為0時，選擇運算單元1的結(jié)果，只需要運算單元1參與工作，其結(jié)果通過選擇器輸出到FF2y (為FF2i FF^ii中的任一寄存器)。此時運算單元2的源頭數(shù)據(jù)沒有變化，所以不產(chǎn)生任何額外的動態(tài)功耗。當(dāng)選擇信號為1時，選擇運算單元2的結(jié)果， 只需要運算單元2參與工作，其結(jié)果通過選擇器輸出到FF2y(為FF2i FF^ii中的任一寄存器)。此時運算單元1的源頭數(shù)據(jù)沒有變化，同理也不產(chǎn)生額外的動態(tài)功耗。當(dāng)數(shù)據(jù)都沒有變化時，只有選擇信號變化，運算單元1、2保持上一時刻的狀態(tài)，沒有任何動態(tài)功耗，從而避免了傳統(tǒng)方法的缺陷。
權(quán)利要求
1.一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，其特征在于包含以下步驟，(1)確定電路中進(jìn)行并行運算的數(shù)據(jù)源頭寄存器；(2)根據(jù)并行單元的數(shù)目復(fù)制數(shù)據(jù)源頭寄存器；(3)根據(jù)選擇控制信號，確定對源頭寄存器進(jìn)行操作或是對源頭寄存器的復(fù)制單元進(jìn)行操作；(4)上述操作輸出結(jié)果經(jīng)運算單元和選擇器選擇輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)源頭寄存器與其復(fù)制單元一一對應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，其特征在于所述電路中選擇器的控制信號同時控制復(fù)制的寄存器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，其特征在于所述選中的運算單元的源頭寄存器數(shù)據(jù)執(zhí)行后續(xù)操作，其余寄存器數(shù)據(jù)不產(chǎn)生任何變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低電路中冗余動態(tài)功耗的方法，采用復(fù)制并行運算單元的源頭寄存器，并根據(jù)運算需求選擇參與運算的寄存器數(shù)據(jù)，參與后續(xù)邏輯運算的實現(xiàn)方式，能夠準(zhǔn)確確定需要進(jìn)行運算的單元，從而關(guān)閉某些不需參與運算的寄存器單元，有效地降低了電路中的動態(tài)功耗。
文檔編號G06F1/32GK102455775SQ201010528850
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者于超, 王永流 申請人:上海華虹集成電路有限責(zé)任公司