Design of heuristic algorithms based on Shannon expansion for low-power logic circuit synthesis

Εκτίμηση Και Βελτιστοποίηση Κατανάλωσης Ισχύος Ψηφιακών Κυκλωμάτων

“…Στο πρόσφατο παρελθόν πάρα πολλές εργασίες έχουν δημοσιευθεί f [8]- [43]). οι οποί£ς κατατάσσονται στην κατηγορία μεθόδων εκτίμησης της μέσης κατανάλωσης ισχύος επιπέδου πύλης, όπως αυτές αναφέρονται στην ιιαράγραφο 1.14 Η παρούσα εργασία ΐ [41]- [42]), ανήκει στις στατικές μεθόδους εκτίμησης της μέσηΰ ισχύος. Σι αντίθεση με πάρα πολλές μεθόδους, η προτεινόμενη μέθοδος λαμβάνει υπόψη της Ο*Λ τα οαινόμενα εκείνα τα οποία επηρεάζουν την ακρίβεια και το χρόνο της εκτίμησης της μέσης κατανάλωσης ισχύος σε επίπεδο πύλης τα οποία είναι: α) χωρικέο συσχετίσει λόγω της δομής του κυκλώματος που οφείλονται σε επανασυγκλινόμενα μονοπάτια (Reconvergent Fanoni), β) χρονοοΕς συσχετίσεις πρώτου βαθμού, γ) χωρικές συσχετίσεις λόγω των δεδομένων εισόδου, δ) πολλαπλές μετα^ζ^ στις εισόδου £ των πυλών και ε) μοντέλο πραγματικής καθυστέρησης διάδοσης για τις πύλες του κυκλώματος.…”

“…/>û(0") = Po J (0-^(0-) [42]. Για τη σύγκριση της προτεινόμενης μεθόδου [42] με τη μέθοδο [13], τρεις κατηγορίες διανυσμάτων χρησιμοποιήθηκαν: ί) χωρίς χωρικές εξαρτήσεις στα δεδομένα εισόδου (στήλη NO), ii) με μικρές χωρικές εξαρτήσεις στα δεδομένα εισόδου (στήλη LOW) και iii) με μεγάλες χωρικές εξαρτήσεις στα δεδομένα εισόδου (στήλη HIGH). Για κάθε κατηγορία και κάθε κύκλωμα.…”

“…Λ/=10 σύνολα των 50000 διανυσμάτων εισόδου δημιουργήθηκαν. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων της προτεινόμενης μεθόδου [42] και της μεθόδου [13] Στον πίνακα 4-13 τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα στα λάθη εκτίμησης σε μία κάμβο-προς-κόμβο ανάλυση της προτεινόμενης μεθόδου [42] και της μεθόδου [13] όταν εφαρμόσουμε δεδομένα από την έξοδο ενός δυαδικού μετρητή στα κυκλώματα (η κατηγορία αυτή δεδομένων παρουσιάζει τις πιο ισχυρές χωροχρονικές εξαρτήσεις). Οπως φαίνεται, αν οι χωρικές εξαρτήσεις των δεδομένων εισόδου δεν ληφθούν υπόψη κατά την εκτίμηση της μέσης κατανάλωσης ισχύος τα αντίστοιχα Tota!…”

“…Η μέθοδος [13] έχει υλοποιηθεί μέσα στο πανεπιστημιακό εργαλείο SIS. ενώ η προτεινόμενη μέθοδος [42] υλοποιήθηκε με γλώσσα προγραμματισμού ANSI C. Η δεύτερη στήλη στον πίνακα 4-14 δείχνει το χρόνο τρεξίματος του QuickSim II εξομοιωτή επιπέδου πύλης, ενώ ot τρίτη και η Κεφά).αΐο 4 τέταρτη στήλη δείχνει το χρόνο τρεξίματος της προτεινόμενης μεθόδου [42] και της μεθόδου [13] αντίστοιχα. Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι οι χρόνοι τρεξίματος των ουο μεθόΟων είναι της ίδιας τάξης μεγέθους.…”

“…είναι πολύ μικρότερος του αντιστοίχου'ττ^ προτεινόμενης μεθόδου γιατί για τη μέθοδο [13] το μέγιστο βάθος που μπορούσε να γίνει ο διαχωρισμός του κυκλώματος είναι 3 (σε σχέση με το μέγιστο λογικό βάθος του κυκλώματος αυτού, που όπως φαίνεται στον πίνακα 4-9 είναι 14). Αυτή η τιμή (3) είναι η μέγιστη τιμή που επιτρέπει η μέθοδος [13] για το διαχωρισμό αυτού του κυκλώματος και οποιαδήποτε μεγαλύτερη τιμή είμαι μη εφαρμόσιμη λόγω των υπερβολικά μεγάλων απαιτήσεων σε κύρια μνήμη που χρειάζεται για να τρέξει η μέθοδος [13] [41] και [42] που έχουν δημοσιευθεί, προτείνουμε μία μέθοδο για την Εκτίμηση της μέσης κατανάλωσης ισχύος ενός συνδυαστικού CMOS ψηφιακού κυκλώματος ö£ επίπεδο πύλης, λαμβάνοντας υπόψη τις χωροχρονικές εξαρτήσεις πρώτου βαθμού όχι μόνο λόγω πμ δομής αλλά και λόγω των δεδομένων εισόδου και χρησιμοποιώντας jcpcL-νματικό μοντέλο διάδοσης καθυστερήσεων για τις πύλες του. Η προτεινόμενη μέθοδος αποτελεί μία επέκταση της μεθόδου μηδενικού μοντέλου διάδοση: καθυστερήσεων που παρουσιάστηκε στην [20].…”