【摘 要】
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日益增长的便携式电子产品对低功耗有着迫切需求,同时国家节能减排政策的提出以及低碳环保观念的深入人心,使得超大规模集成电路(VLSI)低功耗设计变得越来越重要。功耗问题已
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日益增长的便携式电子产品对低功耗有着迫切需求,同时国家节能减排政策的提出以及低碳环保观念的深入人心,使得超大规模集成电路(VLSI)低功耗设计变得越来越重要。功耗问题已经成为VLSI设计所必须考虑的一个关键问题。为了进一步降低互连延迟,提高芯片性能,在芯片设计与制造工艺中,出现了“三维芯片”。三维芯片能够明显的提高芯片的性能,三维芯片结构面临的最大的问题是散热问题。本文在研究VLSI设计流程及各个阶段的低功耗技术的基础上提出了一种适用于三维芯片的低功耗技术。首先,本文分析了芯片的功耗来源,并介绍VLSI设计中在不同层次使用的低功耗技术,然后对不同的低功耗技术的效果进行对比。其次,介绍了Synopsys的Liberty库及从Liberty中提取功耗数据。然后介绍三维芯片的热阻抗模型,并使用这种模型来计算三维芯片各个模块的温度。实验结果表明,随着三维芯片层数的增加,三维芯片的温度急剧增加,可以增加到几千度,远远超出芯片可以承受的温度。最后,提出了适用于三维芯片的电压岛低功耗技术。我们使用ILP算法生成电压岛,并在生成电压岛时考虑芯片的温度。实验结果表明我们的算法能够明显降低三维芯片的温度。
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