面向多核微处理器的低功耗设计及优化

摘要

近年来随着半导体工艺的迅速发展，微处理器已经从单核发展至多核。同时多核微处理器单位面积上的集成度越来越高，规模也越来越大，导致处理器的功耗越来越大，处理器温度呈指数增长，功耗问题逐渐凸显。降低功耗已经成为核微处理器研究中的核心问题。
　　本文首先阐述了多核微处理器的发展现状以及研究意义，然后具体分析了处理器功耗的组成，简要介绍了一些常用的低功耗设计方法，比较分析了各种低功耗设计技术的优缺点。并在深入分析各种低功耗设计方法的基础上，采用一种新的电源开关单元结构和电源开关单元的组织方法，解决分析了某多核微处理器中计算核心的电源关断问题，在此基础上提出了电源开关单元的优化算法。在本文提出的电源开关单元组织优化算法的基础上，利用基于CPF（通用功耗格式）设计流程完成了该计算核心模块电源关断技术的物理实现，并对设计模块进行了电压降评估、电迁移分析、和上电分析。实验结果表明，应用本文提出的电源开关单元组织方法及优化技术，可以有效解决计算核心的电源关断问题，在降低泄漏功耗的同时有效地抑制浪涌电流。

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第一章绪论

1.1课题研究背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4本文组织结构

第二章低功耗设计

2.1功耗的来源

2.2低功耗设计方法

2.3功耗约束文件

2.4 本章小结

第三章PSO技术中电源开关单元组织方法及优化

3.1电源开关单元的结构

3.2电源开关单元组织优化

3.3电源开关单元数目优化

3.4 本章小结

第四章PSO技术物理实现

4.1PSO技术的物理实现流程

4.2LP模块的低功耗设计架构

4.3PSO设计的物理实现

4.4本章小结

第五章IRdrop评估及上电分析

5.1IRdrop评估

5.2 上电分析

5.3 本章小结

第六章结束语

6.1 课题工作总结

6.2未来工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果