隨著芯片圖形尺寸越來越小，低功耗芯片設(shè)計(jì)作為一種新興的芯片設(shè)計(jì)方法在現(xiàn)在及未來的芯片領(lǐng)域中會起到越來越重要的作用，低功耗芯片設(shè)計(jì)促進(jìn)了智能手機(jī)，移動(dòng)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)，及高性能計(jì)算等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　

　　芯片功耗主要由三部分組成：動(dòng)態(tài)功耗（也叫開關(guān)功耗是邏輯門在工作時(shí)給負(fù)載電容充放電引起的），短路功耗（是邏輯電路翻轉(zhuǎn)過程中造成瞬態(tài)短路引起的），及靜態(tài)功耗（也叫泄漏功耗是由于邏輯電路中的泄漏電流引起的），因此，低功耗設(shè)計(jì)主要是圍繞著如何減少這三部分功耗來進(jìn)行的。

　　

　　下面驪微電子給大家介紹幾個(gè)典型的電源ic低功耗設(shè)計(jì)與管理方法：　　

　　一、低壓降穩(wěn)壓器：是一種直流線性穩(wěn)壓器，利用反饋來進(jìn)行穩(wěn)壓，其電路由PMOS傳輸門，高增益誤差放大器，及分壓電阻組成（有時(shí)也帶有去耦合電容）。它可以提供大范圍的電源電壓輸出，具有噪聲小，低成本，集成度高的優(yōu)點(diǎn)，因此在低功耗設(shè)計(jì)中廣泛使用。
 

　　
 

　　二、動(dòng)態(tài)壓頻調(diào)節(jié)：針對的是減少動(dòng)態(tài)功耗。動(dòng)態(tài)功耗和電路工作頻率成正比，也和電源電壓的平方成正比。因此，如果能隨時(shí)判斷出電路的工作狀態(tài)，并隨之調(diào)整工作頻率及電源，就可以達(dá)到減少功耗的目的，動(dòng)態(tài)壓頻調(diào)節(jié)控制器會根據(jù)電路的工作狀態(tài)來決定電源電壓和工作頻率。　　
 

 

　　動(dòng)態(tài)壓頻調(diào)節(jié)是為了減少芯片工作時(shí)的功耗，因此設(shè)計(jì)者需要十分了解芯片上各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，才能設(shè)計(jì)出好的動(dòng)態(tài)壓頻調(diào)節(jié)控制器，同時(shí)在時(shí)序優(yōu)化上也要考慮到電壓的變化。一個(gè)好的動(dòng)態(tài)壓頻調(diào)節(jié)可以做到節(jié)省20%的動(dòng)態(tài)功耗。　
　

　　三、電源閥門：針對的是靜態(tài)功耗(泄漏電流引起的功耗），在某些功能模塊不工作時(shí)，把它的電源斷開，在晶體管的亞閾值范圍內(nèi)，泄漏電流與電壓是呈指數(shù)的關(guān)系，因此這種方法對減小靜態(tài)功耗效果十分顯著。
 

　　

　　要實(shí)現(xiàn)一個(gè)理想的電源閥門，會對這個(gè)小小的開關(guān)有很多要求：導(dǎo)通時(shí)的電阻值要小；斷開時(shí)電阻值要很大（以減小其漏電流）；開啟和斷開的響應(yīng)要快。實(shí)際上，芯片里的電源閥門不只是單獨(dú)一個(gè)晶體管開關(guān)，而是由成百上千個(gè)晶體管開關(guān)組成的。如何擺放這成百上千個(gè)電源閥門，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算和分析，按照一定的順序和時(shí)間依次打開的。這樣就可以有效地控制涌流。

　　

　　功耗會影響電路性能，芯片散熱，以及芯片可靠性等一系列問題，已成為目前芯片設(shè)計(jì)中最重要的因素，以上介紹的在電路級上進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)及優(yōu)化希望對你能有所幫助，隨著器件工藝，電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)集成，和軟件開發(fā)的不斷完善，低功耗設(shè)計(jì)也會在以上的各個(gè)方面不斷發(fā)展進(jìn)步。