基于遗传算法的最大开启电流估计

集成电路设计进入深亚微米阶段后，静态功耗成为低功耗设计中的一个瓶颈．电源门控法可以同时有效地降低动态功耗和静态功耗，是一项具有广阔应用前景的技术．电源门控电路的最大电流是由最大开启电流和最大的正常运行电流决定，它是电路设计的一个十分重要的参数，如何对它进行快速准确的估计已经成为一个新的问题．另外，冒险功耗是电路整体功耗中非常重要的组成部分，该文通过研究发现，在电路开启阶段同样存在冒险，同时消耗了大量的能量．文章考虑了组合电路的冒险现象，提出了一种基于遗传算法的最大开启电流的估计方法，对ISCAS85电路的实验结果表明，电源门控电路的开启最大功耗可能比正常情况下的最大功耗还要大．该文的方法具有较小的复杂性，可以仅用随机模拟的2．77％的时间，获得12．90％的最大开启电流值增量。     

基于线性预测的移动终端LPDVFS策略

针对以Linux为内核的移动操作系统,提出一种细粒度的DVFS策略LPDVFS。该策略基于历史数据,使用线性预测的方法,指导电压频率调整方向和幅度。线性预测中的参数通过回归方法确定。实验结果表明,LPDVFS策略相比Linux内核默认使用的粗粒度调频策略,能降低系统13.55%的功耗,延长移动终端的续航时间。     

组合逻辑中瞬时错误传播的频域分析方法

提出一种新颖的频率分析方法来计算瞬时错误在组合逻辑电路中的传播．通过对输入信号进行傅里叶变换,分析组合逻辑电路的频率特性,并通过频域计算方法得到组合逻辑电路的输出．为了解决组合逻辑电路有时会工作在信号非线性区的问题,提出一种数学模型来精确描述瞬时错误在组合逻辑电路中传播过程．实验结果表明,该方法能保证在93％的平均精确度（和HSPICE相比）前提下,大幅提高评估速度．     

热量敏感的众核芯片多播并行测试方法

为了解决芯片测试过程中功耗密度大造成的局部过热(简称"热斑")问题,提出一种热量敏感的多播并行测试方法.对众核芯片采用多播并行测试时面临的"热斑"问题进行分析,提出一种无"热斑"的多播测试路径生成算法;在温度容限内对生成的多条单类同构芯核多播测试路径进行并行优化,形成无"热斑"的快速并行测试方案,同时缩短了测试时间.实验结果表明,采用文中方法能够有效地避免多播并行测试时的"热斑",并使测试时间缩短近45%.     

龙芯3号多核处理器的低功耗测试技术

龙芯3号是一款低功耗处理器芯片,要求测试时保持较低功耗.为了解决低功耗测试的问题,对龙芯3号测试功耗进行了细致分析,提出一套考虑测试时间和测试开销的低功耗测试方案,并对整套方案中的各种技术在功耗、面积、时延以及测试时间等方面进行了详细分析.针对龙芯3号测试功耗主要消耗在逻辑电路的翻转和测试时钟网络上的特点,采用IP级测试分割技术减少逻辑电路和时钟网络的翻转;采用门控时钟对局部扫描触发器进行控制减少单核扫描捕获期间的逻辑翻转,并采用了阻隔门技术、不关心位(X位)填充技术减少单核扫描移位的逻辑翻转.实验结果表明,龙芯3号4核处理器达到了预定小于15W的测试平均功耗需求,单个IP核最大平均功耗降低为6W左右,约是正常功能平均功耗的40%,有效地保证了芯片的测试质量.     

处理器芯片敏捷设计方法:问题与挑战

现有处理器芯片设计主要使用性能导向的设计方法,基于多步骤反复迭代的EDA技术进行性能-面积-功耗综合优化,导致极高的研发成本、周期及技术门槛.借鉴面向对象软件设计思想,以敏捷度(开发周期、开发成本和复杂度)为新的导向指标,在兼顾性能和可靠性的前提下,提出以面向对象体系结构(object-oriented architecture,OOA)设计范式为基础的处理器敏捷设计方法.OOA设计方法旨在通过设计范式、语言与EDA工具,实现通用处理器CPU和专用处理器XPU体系结构细粒度对象的易分解、易组合和易扩展.详细梳理了 OOA各技术领域的研究现状,并深入探讨了现有处理器设计方法向OOA设计目标转化存在的诸多挑战.     

通过器件共享实现的双向无阻塞光互连片上网络

在片上网络NoC( Network-on-Chip)中,通过光通信取代传统的电信号传精来获得低延时、低功耗成为一种新兴的研究方向—光五连片上网络ONoC(Optical Network-on-Chip)本文提出一种全新的双向传输的波长路由片上网络,这种新的结构对调制好的光信号的波长进行判断来实现在网络节点之间的路由,同时还能够通过器件和传输通道的共享实现数据的双向传输.和传统的电信号传输网络相比,本文提出的双向传输结构减少了50％的硬件开销和70％的芯片面积开销,提高了器件利用率,降低了网络传输延时,极大地提高了网络传精性能,对于光互连片上网络具有重要意义.     

一种无回溯的最长前缀匹配搜索算法

研究网络处理器中的搜索算法,提出一种基于Patricia树的无回溯搜索算法,并进行仿真和评估分析。该算法被用于中科院计算所的网络处理器的搜索引擎的设计中,该搜索引擎可以运行在155.9 MHz的XC2VP30 FPGA上,占用421个LUT,当频率为100 MHz时,每秒可以执行约7 000 000次搜索操作,实现了资源消耗和性能的折中。     

一种基于Android系统网络模块功耗的评估和分析

嵌入式移动便携设备由电池供电,而电池容量却受体积和重量的制约,因此嵌入式移动设备的功耗问题成为研究的一个关键问题。分别采用WIFI和GPRS两种接入网络策略,研究手机系统功耗的变化。实验结果表明,小流量模式(10kb/min)下两种策略电池使用时间减少约50%,大流量模式(2Mbit/min)下能量消耗更快,减少约85%;在传输相等的数据量下,WIFI模式比GPRS模式省电。在两台基于Android系统平台的真机上进行了实验,结果表明,研究降低手机移动网络模块的功耗具有十分重要的意义。     

一种微处理器芯片的验证测试分析及应用

验证测试技术是验证芯片设计正确与否的重要环节，不仅向设计者及时反馈了有效的信息以尽早发现错误、改进设计，并能为降低测试成本和生产测试提供有效保障。基于实际工程，该文提出了一个较有效的验证分析流程方案，采用多测试项目融合曲测试法对一款微处理器芯片进行了验证分析，并对相关测试项目进行了定量、定性的评估。