HDRアーキテクチャを対象とした同時実行指向スケジューリングを用いたクロック設計考慮低電力化高位合成手法

摘要

現在LSIの小型化や高性能化に伴い携帯端末の需要が増加し，電池の耐久性や端末の発熟問題が発生している.また，LSI設計プロセスの微細化に伴い，ゲート遅延に対する記線遅延の割合が増加し続けている.そこで消費電力の削減と配線遅延の予測を図った高位合成が必要となる.本論文ではHDRアーキテクチャを対象に同時実行指向スケジューリングを適用し，クロックッリーの消費エネルギーを含めた全消費エネルギーが最小となるようハドルを構成する手法を提案する.通常よりクロックゲーティングでクロックを遮断するステップ数を増やすことに着目し，同時に実行する演算を増加させるスケジューリングを実行する.高位合成の段階でクロックゲーティングのタイミングを合わせこむことで，論理合成後にクロックゲーティングを適用するよりクロックゲーティングの効果を高める.さらにクロックッリーの消費エネルギーを含めて最小エネルギーとなるようクロックゲーテイングタイミングを決定する.計算機実験により提案手法は従来手法と比較して最大21.2%の消費エネルギーを削減できることを確認した.%With the miniaturization of LSIs and its increasing performance, demand for high-functional portable devices has grown significantly. At the same time, the problems for battery runtime and device overheating have occurred. On the other hand, the ratio of an interconnection delay to a gate delay has continued to increase as device feature size decreases. We have to estimate the interconnection delay and reduce energy consumption even in a high-level synthesis stage. In this paper, we propose high-level synthesis considering clock design for HDR architectures with concurrency-oriented scheduling. Firstly we focus on the number of the control steps at which we can apply the clock gating to registers and we schedule and bind operations to be performed at the same time. By adjusting the clock gating timings in a high-level synthesis stage, we enhance the effect of clock gatings than applying clock gatings after logic synthesis. Secondly, we determine the clock gating timings to minimize all energy consumption including clock tree energy. The experimental results show that our proposed algorithm reduces energy consumption by a maximum of 21.2% compared with several conventional algorithms.