【Verilog基础】RTL设计阶段的低功耗方案

本文详细介绍了在Verilog RTL设计中实现低功耗的一些关键方法,包括使用格雷码编码的状态机、门控时钟技术、独热码多路选择器、操作数隔离、行波计数器、总线反转以及启用和禁用逻辑云等。这些技术旨在减少不必要的信号转换,降低功耗并提高设计效率。

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一、状态机的编码和解码

在这里插入图片描述

在各种状态机的编码中,格雷码是最适合低功耗设计的。因为它在状态转换过程中每次只有一个触发器变化,同时,格雷码编码的状态机也消除了依赖于状态组合等式中存在毛刺的风险。上图中是二进制编码和格雷码编码的比较。

二、二进制数表示方法

在这里插入图片描述

在大多数的应用中都是用补码表示有符号数的,但是原码与补码切换过程中,很多位都发生变化,与之相比,有符号数的变化较少,如图所示0,1的补码和有符号数表示。选用哪种表示方法,还是应该看具体的应用场合。

三、门控时钟

之前的博文中也有详细的介绍过门控时钟,这里主要从编码角度来对门控时钟进行说明。编码过程中应当考虑一下后端工具是否可以在环境设置的加入门控时钟。这里主要是举例说明,先看如下的RTL代码以及逻辑实现:

在这里插入图片描述

这种写法,综合的结果

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