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维普资讯 第 6卷 第4期 电路与系统学报 V016 No4 兰 旦 !! 皇 ： December,2001 文章编号：1007—0249(2001)04—038-04 一 种改进的高层功耗估计方法 杨军， 时龙兴， 胡晨， 史又华 (东南大学 目家专用集成 电路系统工程技术研究中心 ．江苏 南京 210096) 擒■：本文讨论了集成 电路高层功耗估计方法，并针对线性位相关系数模型提出了一种更为精确的功耗估计 方法，它可用于功耗驱动的 VLSI高层综合 实验结果表明当信号为有 限参数的平稳时间序列时，这种估计方法比 原有用信号的相关系数来代替强相关位相关系数的方法具有较高的精度 ，从而提高 了在 qLSI高层设计时对模块功 耗估计的精度 。 关曩词t 转换率；高层综合；功耗估计 中圈分类号tTP331．1 文献标识码 ：A 1 引言 随着移动终端的兴起，功耗受到越来越多高性能芯片设计人员的重视 。对于 CMOSVLSI电路而言， 某一节点的功耗是该节点信号转换次数和负载 电容的函数，则节点的总功耗 r， 、 1 P =K厶 ，2 c( 其中fcIk是时钟频率，vdd表示电源 电压，X表示某一个节点，c(x)表示该节点的负载 电容，sw(x)是信 号转换率，表示该节点的在一个时钟周期内平均转换的次数”】。假定每一个节点的负载电容可以近似 地看成是相同的．那么功耗估计就变成估计每个节点的信号转换率之和。 在高层低功耗综合技术中，功耗估计是其基础，目前该技术可 以分为两类：动态 (dynamic)功耗 估计和静态 (static)功耗估计…。动态功耗估计是用一组有代表性的激励矢量来获得平均信号转换率． 所谓有 “代表性”就是指激励矢量必须尽可能地与真实信号一致 (特别是各种统计特性)，但是当芯片 管脚增多时动态功耗估计需要的试验次数成指数上升，其效率很低。而静态功耗估计则是用统计的方 法来得到信号转换率 ，计算量很小，但是精度不是很高。 在[2]中将(k-NN)判决法则用于估计信号转换率的界，并用线性模型给出了整个模块的总转换率． 其缺点是精度较低 。3【】中提出了一种DBT(dualbittype)模型，它将一个字分解成时序弱相关位，线性 相关位和强相关位，并且给出了字分解的一个估计 。在 [4】中是从字的角度得到每一位的相关系数，然 后计算转换率。 本文首先回顾了位相关系数模型、转换率和两者之间的关系，然后从字的角度提出了一种强相关 位相关系数更加精确的估计方法，从而提高了功耗估计的精度。与 4【]不同的是：①降低了对输入信号 要求，只需要信号的二阶矩，而并不需要信号的二阶统计函数：②精度比[4]中提出的估计方法高。 2 功耗模型 表 1 信号产生模型 2．1信号产生模型 信号 本文采用 自回归滑动模型 ARMA(N，M)来产生信 Sig1 J一0 5 一】J 866 S 2 )+o99 —I) 141 号，以验证结论的正确性 这个模型通常用来表示平 Sig3 )+o5 一1) 100 稳时间序列 ．对于视频和音频信号它是适合的 。 Sig4 y )+0 一I)+06x 一I) 200 (N，M)阶的ARMA模型可以表示如下： )+04 —I)+02r 2)