幂控有限状态机的功率建模及其低功耗实现
1. 研究概述
在有限状态机(FSM)的设计中,降低功耗是一个重要的目标。本文提出了一种基于遗传算法(GA)的方法,用于同时对FSM进行分区和状态编码,以实现功率降低。主要工作包括:
- 采用功率门控技术,以降低功耗为目标,对FSM进行分区和状态编码。
- 修改了现有的功率模型,以考虑交叉过渡期间的功耗。
- 分别考虑边界深度为1和2的情况进行功率计算。
- 记录了CPU计算时间。
2. 相关工作回顾
早期对FSM进行物理分区的方法会显著增加电路面积。为解决此问题,一些编码策略被提出,可在合成电路中实现显著的功率节省。不同的研究从不同角度对FSM的低功耗设计进行了探索:
- 部分研究使用FSM的概率模型来获得状态编码,以最小化状态线上的信号转换次数。
- 时钟门控技术被用于低功耗FSM分解。
- 一些工作致力于设计高性能、低泄漏和短唤醒时间的功率门控结构。
- 部分研究提出了基于模拟退火的功率门控技术,但未考虑状态编码。
- 有研究将FSM分解和状态编码问题结合,以实现功率门控技术中的低功耗。
在之前的研究中,在计算总功率时未充分考虑交叉过渡期间两个子机器的功耗。本文对现有的功率模型进行了修改,基于状态概率进行功率建模,同时考虑分区和状态编码。实验表明,当边界深度为1时,边界状态概率可能降低,从而获得更好的结果。
3. FSM分区与功率门控实现
前人提出的低功耗分区FSM结构,当空闲机器的输入保持固定值时,输出也为固定值,但子机器并非完全关闭,仍会消耗一些功率。为解决这一问题,采用了功
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