時鐘門控技術 Clock Gating

2021-08-21 14:35:04 字數 558 閱讀 6627

隨著能源的日益短缺和地球的變暖,對電子產品的功耗要求越來越重要,如何降低電子產品的功耗是每乙個電子工程師所要思考的問題。

對於半導體產品來說,乙個數位電路的功耗有2部分構成,其一是靜態功耗,通常表現為電子線路的漏電流,控制這部分功耗主要決定於生產工藝和所用的材料;其二是動態工作電流,而影響這部分功耗的因素很多,如電路設計的方式,線路的複雜程度,工作時時鐘頻率等。

本文談的時鐘門控技術

就是一種非常簡單和有效的功耗控制方法,它的基本原理就是通過關閉晶元上暫時用不到的功能和它的時鐘,從而實現節省電流消耗的目的。

stm32中使用了這種時鐘門控技術,請看下圖是stm32的時鐘分配示意圖:

圖中以橙色標註的那些與門就是用於控制不同模組的時鐘,使用者可以在程式中通過適當的暫存器位,開啟或關閉對應模組的時鐘,以達到減低功耗的目的。

clock gating門控時鐘

asic設計人員主要使用正邊沿觸發的d觸發器來生成暫存器。這些觸發器在每個時鐘週期被時鐘觸發 如果需要保持以前的值,通常使用mux多路器電路。圖1顯示了這個電路。雖然這個電路在概念上很簡單,但它可以通過幾種方式進行改進。圖2顯示了門控時鐘的等效電路。這個電路的效能更高,因為它從輸入到觸發器的時序關鍵...

門控時鐘的使用

組合邏輯中多用門控時鐘,一般驅動門控時鐘的邏輯都是只包含乙個門,如果有其他的附加邏輯,就容易因競爭而產生不希望的毛刺。門控時鐘通過乙個時能訊號控制時鐘的開關。當系統不工作時可以關閉時鐘,整個系統處於非啟用狀態,這樣就能夠在某種程度上降低系統功耗。然而,使用門控時鐘並不符合同步設計的思想,它可能會影響...

整合時鐘門控單元

總結 時鐘門控是通過時鐘使能訊號關閉模組時鐘來降低時鐘功率的常用技術。時鐘門控在功能上僅需要乙個and或or門。考慮您正在使用帶有時鐘的and門。高en沿可能隨時出現,並且可能與時鐘沿不一致。在這種情況下,與 門的輸出將比時鐘占空比短的時間為1。反過來,您最終會在時鐘訊號 現毛刺。為了在整個數字系統...