低功耗技术——门控时钟

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了低功耗技术——门控时钟。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。


前言

2023.3.31 3月的最后一天,这个月学习进度还可以,完成了计划的事情,大家开始投实习了。


一、门控时钟

1、组合门控时钟

定义:输出不变时,使触发器的时钟失效
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2、时序门控时钟

定义:减少连接到带有门控时钟的寄存器块的设计部分的冗余切换(没理解)
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二、产生门控时钟的方法

Clock gating不能对clock的信号波形或者频率做任何改变,只能对clock做开关处理

1、使能信号和时钟组合逻辑产生

这种方法最简单,但是容易产生毛刺。
与门控制在上升沿有效的时钟,下降沿有效的时钟用或门控制。

wire clk_gate = clk & clken;

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2、Integrated Clocking Cell

由一个锁存器低电平有效)和一个与门/或门组成。在时钟下降沿对时钟使能信号进行锁存,并保持一个时钟周期内不变。锁存后的信号再与时钟进行“与/或”逻辑操作,可将门控时钟中的毛刺消除掉

和寄存门控相比优点:只需要一个D锁存器,占用面积更小,因为1个D触发器由两个D锁存器组成

2.1 latch+AND clock gate

分析:锁存器是低电平有效,使能信号在高电平期间的毛刺不会往后传;而低电平期间的毛刺与clk低电平周期相与也直接消除了,所以使能信号可以任意翻转

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reg en_latch;
always@(*)begin
	if(!clk)
		en_latch = clken;
	end
end
wire clk_gate = en_latch & clk;

2.2 latch+OR clock gate

分析:锁存器高电平有效,所以使能信号低电平期间的毛刺被滤除;高电平期间的毛刺与clk高电平周期相或直接就是全1,也滤除了。

反相器是否需要取决于EN是高电平还是低电平有效。高电平有效,不需要非门;低电平有效,需要非门。

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2.3 ICG的缺点

如果在电路中,锁存器与与门相隔很远,到达锁存器的时钟与到达与门的时钟有较大的延迟差别,则仍会出现毛刺。

如果在电路中,时钟使能信号距离锁存器很近,可能会不满足锁存器的建立时间,会造成锁存器输出出现亚稳态。

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3、寄存门控

用寄存器来寄存EN信号,再与CLK相与得到时钟文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-657451.html

到了这里,关于低功耗技术——门控时钟的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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