[发明专利]一种降低电路中冗余动态功耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低集成电路功耗的方法，尤其涉及一种降低电路中冗余动态功耗的方法。

背景技术

随着科技的不断发展，各种手持电子设备以及各种非接触式卡类得到了普遍的应用。无论是电子设备还是非接触卡类产品，产品的功耗是决定产品性能的重要指标之一。在针对各种产品设计电路中，尽可能地降低产品中集成电路芯片设计的功耗，显得尤为重要。

在集成电路的运算单元设计中，如附图1中所示，寄存器FF1x(FF为寄存器简称，x指代FF1₁～FF1n中任一寄存器)经不同的运算单元后，通过多路转换器后产生FF2y(y指代FF2₁～FF2m中任一寄存器)。此电路经选择器，在任何时刻最多只有一路的输出结果是有效的，换句话说就是其余其他运算单元的运算是无效的，但这些无效的运算产生了很多无效的动态功耗。

传统的电路设计中，一般采用增加门控电路来控制运算单元的工作，如附图2中所示。此种电路设计方式能够降低无需参与运算的单元的无效功耗。但这种电路设计方法中存在的缺点为：当数据源头没有变化，而选择信号发生变化时，运算单元会交替参与运算，则产生了额外的功耗，不能有效地降低电路设计中的动态功耗。

如何在电路设计中，采用新的设计模式，从根本上有效降低设计中的冗余动态功耗，是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的提供一种降低电路中冗余动态功耗的方法，通过复制并行运算单元的源头寄存器，根据运算需求选择参与运算的寄存器数据，参与后续逻辑运算。从而关闭某些不需参与运算的寄存器单元，有效地降低了电路中的动态功耗。

一种降低电路中冗余动态功耗的方法，包含以下实施步骤：

(1)确定电路中进行并行运算的数据源头寄存器；

(2)根据并行单元的数目复制数据源头寄存器；

(3)根据选择控制信号，确定对源头寄存器进行操作或是对源头寄存器的复制单元进行操作；

(4)上述操作输出结果经运算单元和选择器选择输出。

多个运算单元并行进行运算时，其数据源头来自于同一组寄存器。复制源头寄存器数目与运算单元的个数相同并一一对应。电路中选择器的控制信号同时控制复制的寄存器。根据选择控制信号，选中的运算单元的源头寄存器数据执行后续操作，其余寄存器数据不产生任何变化。

附图说明

图1电路设计中寄存器应用结构图

图2传统的降低冗余动态功耗的电路设计结构图

图3本发明所提供的降低冗余动态功耗的电路设计结构图

图4本发明所提供的降低电路中冗余动态功耗的方法基本流程图

具体实施方案

以下结合附图3和附图4对本发明提供的降低电路中冗余动态功耗的方法进行详细的说明。

图3给出了本发明所提供的降低动态功耗的电路设计结构图，FF1₁A～FF1nA是数据源头寄存器，FF1₁B～FF1nB为数据源头寄存器的复制单元。选择信号通过选择寄存器FFO输出，当选择信号为0时，允许源头寄存器FF1xA(为FF1₁A～FF1nA中任一寄存器)中的内容更改；当选择信号为1时，允许源头寄存器FF1xB(为FF1₁B～FF1nB中任一寄存器)中的内容更改。

当选择信号为0时，选择运算单元1的结果，只需要运算单元1参与工作，其结果通过选择器输出到FF2y(为FF2₁～FF2m中的任一寄存器)。此时运算单元2的源头数据没有变化，所以不产生任何额外的动态功耗。当选择信号为1时，选择运算单元2的结果，只需要运算单元2参与工作，其结果通过选择器输出到FF2y(为FF2₁～FF2m中的任一寄存器)。此时运算单元1的源头数据没有变化，同理也不产生额外的动态功耗。当数据都没有变化时，只有选择信号变化，运算单元1、2保持上一时刻的状态，没有任何动态功耗，从而避免了传统方法的缺陷。