狀態(tài)機(jī)編碼的低功耗設(shè)計(jì).pdf

1、摩爾先生提出了晶體管的數(shù)量每十八個(gè)月翻一番，微處理器的速度也越來(lái)越快。功耗問題就成為集成電路設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)主要問題，低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)成為當(dāng)今VLSI產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在VLSI系統(tǒng)中大部分是時(shí)序電路，時(shí)序電路可以用符號(hào)化的FSM(Finite State Machine)來(lái)模擬，這就使得低功耗FSM的優(yōu)化變得尤為重要。
　　 本文工作是將現(xiàn)有的幾種狀態(tài)機(jī)編碼分別針對(duì)同一狀態(tài)機(jī)電路進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，基于跳變率統(tǒng)計(jì)兩

2、個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，比較它們的功耗優(yōu)化率。
　　 論文主要內(nèi)容有三：(1)介紹狀態(tài)機(jī)和低功耗設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，例如狀態(tài)機(jī)的概念、原理、狀態(tài)機(jī)種類與編碼，低功耗策略和設(shè)計(jì)方法等；(2)在了解狀態(tài)機(jī)基本原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩個(gè)有關(guān)狀態(tài)機(jī)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一選擇的是一個(gè)四位的簡(jiǎn)單狀態(tài)機(jī)，實(shí)驗(yàn)二是UART傳送機(jī)。然后通過(guò)Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)做功耗設(shè)計(jì)，比較它們的功耗；(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的程序用modelsim進(jìn)行仿真，對(duì)結(jié)果進(jìn)行了比較，得出

3、了仿真結(jié)論。
　　 論文在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)下得出結(jié)論：在以兩位的Binary編碼來(lái)設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)時(shí)(對(duì)應(yīng)的One-hot編碼是四位、Gray編碼是二位)，One-hot編碼功耗比之Binary編碼要多出了33.3％，而Gray編碼的功耗比之Binary編碼卻要優(yōu)化33.3％。故在所設(shè)計(jì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)下：三種編碼中Gray編碼的功耗最低，Binary編碼次之，One-hot編碼最高。
　　 所以在狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，如果僅僅考慮功耗，那么