工业设备芯片低功耗设计全流程实战

📚 共计 30 章节
01
低功耗设计概论
工业芯片功耗危机的由来 · 功耗对芯片可靠性的影响 · 低功耗设计的商业价值
概论商业
02
功耗基础与模型
动态功耗(开关功耗、短路功耗)· 静态功耗(漏电流)· 功耗计算公式详解
模型公式
03
工艺演进与功耗
摩尔定律下的功耗挑战 · FinFET与FD-SOI工艺 · 近阈值计算
工艺FinFET
04
RTL级低功耗设计(上)
门控时钟(Clock Gating)原理与实现 · 操作数隔离(Operand Isolation)
RTL门控时钟
05
RTL级低功耗设计(下)
状态机编码优化(Gray码/One-hot)· 资源共享 · FSM低功耗设计
FSM编码
06
架构级低功耗设计
多电压域 · 动态电压频率调整(DVFS)· 电源门控(Power Gating)
架构DVFS
07
存储器低功耗设计
SRAM与寄存器堆低功耗 · 存储器分块与休眠 · eDRAM与新型存储器
存储SRAM
08
时钟树低功耗设计
时钟门控层次化 · CTS功耗优化 · 局部时钟关断
时钟树CTS
09
异步电路与低功耗
GALS架构 · 异步握手协议 · 异步FIFO设计
异步GALS
10
低功耗标准单元库
多阈值单元(HVT/SVT/LVT)· 时序与功耗权衡 · 定制低功耗单元
标准单元阈值
11
EDA工具与功耗分析(上)
功耗分析工具链(PrimePower/RedHawk)· 功耗仿真流程(VCD/SAIF)
EDA仿真
12
EDA工具与功耗分析(下)
IR Drop分析与电迁移 · 功耗热点定位 · 功耗签核(Power Sign-off)
IR Drop签核
13
UPF/CPF低功耗设计意图
电源意图文件格式 · 多电压域描述与验证 · 电平转换器与隔离单元
UPFCPF
14
动态功耗优化技术
毛刺(Glitch)消除 · 数据路径平衡 · 输入向量控制
动态Glitch
15
静态功耗优化技术
电源门控精细控制 · 长沟道器件 · 反向偏置技术
静态漏电
16
低功耗验证方法论
功耗感知仿真 · 低功耗功能验证 · 漏电测试向量生成
验证测试
17
低功耗物理设计(上)
布局规划中的功耗岛(Power Island)· 电源网络设计(PG Mesh)
物理设计PG Mesh
18
低功耗物理设计(下)
物理综合功耗优化 · 布线阶段功耗优化 · DFM与功耗
物理综合DFM
19
低功耗测试设计(DFT)
低功耗扫描链 · 测试压缩与功耗 · At-speed测试功耗控制
DFT扫描链
20
低功耗固件与软件
OS级功耗管理(DPM)· 任务调度与功耗感知 · WFI/WFE指令
固件DPM
21
电池供电设备设计
能量采集接口 · 超低功耗待机模式 · 唤醒机制设计
电池唤醒
22
温度感知低功耗设计
热仿真与热模型 · 温度对漏电的影响 · 动态热管理(DTM)
热管理DTM
23
低功耗数模混合设计
ADC/DAC低功耗架构 · 模拟电路亚阈值设计 · PMIC协同
数模混合PMIC
24
无线通信低功耗设计
BLE/Wi-Fi/LoRa功耗对比 · 占空比与休眠 · 射频前端低功耗
无线BLE
25
传感器接口低功耗设计
MEMS传感器读取 · 低功耗放大器与比较器 · 数据转换功耗优化
传感器MEMS
26
安全与低功耗的权衡
加密引擎低功耗实现 · 侧信道攻击与功耗 · 安全岛设计
安全侧信道
27
可靠性感知低功耗设计
老化效应(NBTI/HCI)· 电压降与时序裕量 · EM/IR约束
可靠性NBTI
28
低功耗设计实例(MCU)
Cortex-M系列低功耗特性 · 待机与运行模式切换 · 外设时钟门控
MCUCortex-M
29
低功耗设计实例(AI加速器)
稀疏计算与功耗 · 脉动阵列低功耗 · 存算一体架构
AI存算一体
30
低功耗设计未来趋势
量子计算与功耗 · 碳纳米管与新型器件 · AI驱动的功耗优化工具
未来量子