数字IC中的低功耗设计技术

数字IC用于汽车、消费电子和电信等各种行业。IC，也就是所谓的芯片提供了一系列好处，包括重量轻、尺寸紧凑、成本低、可靠性高和易于更换。

根据数据，由于数字IC广泛的应用和优势，数字IC市场规模估计到2031年将超过1794.7亿美元，从2023年到2031年，年增长率为7.7%。

快速发展的电子行业正在推动对低功耗的节能数字IC的高需求。创新技术和行业发展正在优先考虑低功耗，同时最大限度地提高性能和效率。

低功耗设计的关键技术

动态电压和频率缩放（DVFS） DVFS根据工作负载动态调整处理器的电压和频率。在低活动期间降低电压和频率可以显著节省电力。这种技术通常用于现代处理器和嵌入式系统。它需要复杂的控制算法来有效地平衡性能和功耗。

时钟门控 通过禁用未使用的电路部分的时钟信号，时钟门控通过防止不必要的切换活动，有助于减少动态功耗。这项技术确保只有工作的电路消耗功耗，从而提高效率。这可以在各个级别实现，从模块级别的粗粒度门控到触发器级别的细粒度门控。

电源门控 它涉及在不使用时关闭电路某些部分的电源。电源门控有助于减少动态和泄漏功耗，在待机模式下非常有效。电源门控需要仔细设计电源开关和控制电路，以确保模块能够快速唤醒，而不会影响整体性能。

多阈值CMOS 通过在同一电路中使用具有不同阈值电压的晶体管，多阈值CMOS实现了速度和功耗之间的平衡。高阈值晶体管用于最大限度地减少泄漏电流，而低阈值晶体管用于速度关键的地方。

数字IC低功耗设计技术的持续创新主要是由互联世界中对能源效率日益增长的需求所驱动的。动态电源管理、新型IC架构和智能系统集成的进步正在为该行业建立新的基准，保证未来的设备既强大又节能。