簡介

　　文獻[1]使我們在如下方面有了一個很好的了解：芯片里什么是主要電源消耗者以及如何克服。大部分動態(tài)功率消耗相關(guān)技術(shù)可以用寄存器傳輸語言(RTL)捕獲或在合成腳本中控制。直到最近，關(guān)閉設(shè)計中某些部件電源的相關(guān)技術(shù)成為可能，僅通過把設(shè)計與特殊技術(shù)捆綁實現(xiàn)。一種常用的方式是hand-instantiate技術(shù)，是專門的功率控制元素。有爭議的是，這種設(shè)計開發(fā)緩慢并容易出錯。驗證方法將涉及到門級或晶體管級模擬仿真，這很費時。缺點是需要了解語言開發(fā)，要用到CAD (計算機輔助設(shè)計)工具進行仿真和合成。本文的目的是對如下進行初步描述：電源控制需要做哪些事情，以及UPF如何使用軟件IP處理。

　　電源控制所需的操作

　　為了實現(xiàn)低功率消耗，設(shè)計人員需要特殊的電源控制單元。電源控制的目的可能是：(a)使模塊工作在不同的供電電壓，時序要求嚴格的模塊工作在較高電壓下，(b)打開/關(guān)閉整個模塊。

　　使模塊工作在不同的供電電壓需要使用電平移位器。

　　處理關(guān)閉模塊電源時必須考慮到的關(guān)鍵元素是

　　a. 隔離單元：在正常的工作模式下，當模塊沒有關(guān)閉電源時，隔離單元只需要使邏輯值通過。當模塊關(guān)閉電源時，隔離單元確保輸出捕捉到一個已知邏輯值。邏輯值可以為“0”，' 1 '或最近的狀態(tài)。

　　b. 電源狀態(tài)保持門(SRPG)： SRPG是當設(shè)為SAVE時，用來保持影子寄存器中寄存器內(nèi)容的備份。當寄存器上電時，我們保持其值，設(shè)為RESTORE。影子寄存器備份的內(nèi)容返回到主寄存器

　　c. 電源開關(guān)：這些是打開/關(guān)閉電源的單元。要注意，這些開關(guān)必須精密加工，避免多余的“IR”丟掉。

　　圖1 電源控制基本組成

　　圖2所示為電源控制的相關(guān)控制信號。請注意，“_N”后綴的信號為低有效。

　　電源關(guān)閉時序必須按照以下步驟：(i) 需要關(guān)閉電源的模塊必須要先隔離，這樣相鄰模塊仍能收到有效的數(shù)字信號，(ii)設(shè)置SAVE信號，這樣SRPG為保持模式，(iii)這時，所有連續(xù)和組合單元都處于接受關(guān)閉電源的狀態(tài)。這時候POWER_DOWN就有效了。

　　電源上電時序要遵循下面步驟：(i) 禁用 POWER_DOWN， (ii) 禁用復位，有一個效果的上電復位，(iii) 當RESTORE 信號有效時，SRPG復制影子寄存器內(nèi)容到主寄存器，(iv)允許隔離單元傳輸正常值。