本文首先研究了CMOS电路功耗的来源和分类,在此基础上详细介绍了低电压/多电压设计、时钟门控、电源门控、动态电压和频率调整等有效的低功耗技术。同时分析了每种技术的优缺点及应用场合。然后结合工业用旋转编码器需求,设计了一个低功耗格雷码计数器ASIC。利用多级休眠、时钟门控等机制,控制数字电路平均功耗10μW以内,预期平均工作电流小于50μA,电池供电续航5-10年。针对RC时钟频率漂移,格雷码信号不稳定等问题,引入了时钟校准和码距滤波方式加以解决,增强了系统的可靠性。采用双时钟沿触发寄存器取代标准D触发器的设计,使0.25μm2.5V工艺下实现的电路,在1.8V供电条件下也可正常工作。最后,本文设计了一个基于FPGA+ARM架构的芯片测试平台ATE。ATE平台用于对待测芯片进行一系列测试,包括SPI接口测试、RAM测试、SNR测试和DFT测试等。结果表明ATE测试平台完成了各项测试任务,符合设计要求。