22、低功耗设计：寄存器别名表的能耗优化策略

低功耗设计：寄存器别名表的能耗优化策略

1. 功率计算与模型验证

在电子设计中，功率计算是评估系统性能和能耗的关键环节。对于非宏（non - MACRO）对象的功率计算，我们可以通过一系列公式和模型来实现。

1.1 功率计算公式

首先，我们需要计算连接到 REG 对象的网络的总电容 (C_{tot})，然后利用这个值计算时钟网络的功率 (P_{clk})，公式为 (P_{clk}=0.5\cdot\alpha_{clk}\cdot C_{tot}\cdot N_{clk}^R\cdot V_{dd}^2)，其中 (N_{clk}^R) 是连接到时钟网络的寄存器数量。对于多时钟设计，该公式可应用于每个时钟网络。

对于 (P_{net}) 的计算，第一步是计算连接到 REG 对象的所有电线的功率 (P_{wire reg})，公式为 (P_{wire reg}=\sum_{i = 1}^{n}(0.5\cdot\alpha_{i}\cdot C_{tot}\cdot N_{i}^R\cdot V_{dd}^2))，其中 (n) 是至少连接到一个寄存器的网络数量。最后，通过经验模型 (P_{net}=3.97\cdot P_{wire reg}+3070) 得到 (P_{net})。

1.2 模型验证实验

为了验证上述功率模型的准确性，我们进行了两组实验。

1.2.1 非合成对象功率估计准确性实验

使用 PowerChecker 对一组工业设计进行功率估计，并与门级估计（如 Synopsys PowerCompiler）进行比较。结果如下表所示：
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