本文摘要 前面的章节已经从系统架构师和芯片设计师的角度讨论了低功耗设计。本文从设计复杂IP（如处理器、DSP、USB、PCIE和总线）的工程师的角度介绍低功耗设计。...在我们完成 IP 的架构、设计和封装过程时，我们需要牢记任何可以在芯片IP中实现低功耗设计的技术： • 多 VT • 时钟门控 • 电源门控（内部和/或外部） • 电压调节 对于某些类型的 IP，可能需要对这些功能提供不同类型的支持...存储块和其他硬 IP 块对低功耗有特殊要求。低功耗存储器通常具有多种模式：正常操作模式、保留模式和断电。在保留模式下，电压降低到保留数据所需的最小值，但低于进行读取和写入所需的电压。...可能还有一种额外的操作模式，其中足够的电路通电以便它可以响应其接口上的活动而唤醒。 可配置软 IP，因为它可以由用户配置，提供了一个复杂的设计挑战，从某种意义上说，它是硬 IP 挑战的超级集。...对于软 IP，必须以稳健、易于使用且灵活的用户可配置方式支持多种功耗模式和多种功耗降低技术。 1.电源门控的架构和分区 在支持各种低功耗策略时，电源门控是 IP 架构中最重要的新架构挑战。
2.USB OTG 中的电源控制器设计 电源控制器是一个简单的状态机，它控制以下信号： pwr_reset_n // 协议引擎的复位 gate_hclk，// 控制 AHB 域中时钟的关闭 h2pd_stop_pclk...//控制PHY域中时钟的关闭 bius_pwr_clamp //控制AHB域的钳位输出 h2pl_pwr_clamp //控制PHY域的钳位输出 pwr_dwn_req_n //控制请求断电信号（低电平有效...这表明所有待处理事务都已完成，存储待处理事务的先进先出是空的。...• 然后等待stop_pclk_ack（来自PHY 时钟域）以指示PHY 域中的时钟已停止。由于同步器，PHY 时钟总是在 AHB 时钟之后关闭。...• 然后它取消置位reset_n，因此协议引擎中的所有触发器都恢复为复位状态。 • 然后它取消置位retain_n，以便恢复控制和状态寄存器块中的所有保留触发器。
每年都有新客户的感觉特别好，总能遇到新的人结成新的关系摩擦出新的火花，当然公司也能赚到新的钱。...关于UPF 还是那句话，目前网上最简单明了的还是老驴总结的《论功耗 | 一文搞懂 UPF2.1 编写Power Intent》，每次新写UPF 的时候可以拿此文当索引，详细的还是得查协议。...在编写UPF 时或写好UPF 后都需要检查UPF 的质量，CLP 就是干这事儿的，在老驴接触过的所有EDA 工具中CLP 绝对是最简单易用的没有之一：用户接口简单、脚本简单、debug 简单。...CLP 对CPF 跟UPF 的处理稍有不同，lowpower option 的设置不同，check 的命令不同。...在上面的脚本中，针对设计的不同阶段需要设置不同的analysis_sytle 以控制工具做不同类型的检查，下图列出了每个stage 工具要检查的目标。
其中Willamette核心属于最早期的产品，采用0.18微米工艺制造。。。。 二、“B”的含义： 同样频率的产品，在更高的外频下可具备更高的前端总线，因此性能也更高。...为此Intel在提升CPU频率的同时，也在不断提高产品的前端总线。于是从可以支持533MHz FSB的845E等主板上市开始，市场上又出现了533MHz FSB的Pentium 4处理器。...三、“C”的含义： 继533MHz FSB的产品之后，Intel再接再厉，继续推出了800MHz FSB的Pentium 4处理器，同样为了与早期产品相区别，Intel在其命名上用上了字母“C”，例如“...它采用了31级流水线设计，配备16KB的一级数据缓存和多达1MB的二级缓存。...需要特别关注的是，Prescott核心Pentium 4也有533MHz FSB的产品，该产品取消了对Hyper-Threading超线程技术的支持，并以大写字母“A”做为后缀，例如“P4 2.4A”。
这里只列出重点原理内容，更加细节的内容请阅读前面文章 首先要搞清楚一点，我们在 Android 中通过 SDK 获得的蓝牙广播包是经过底层的 SDK 给我们处理过的，是一个长度为 62 的字节数组...这个长度为 62 的字节数组是怎么来的呢？ 想要搞清楚这个问题，首先我们要明白 iBeacon 向外发送的最原始的广播包是什么样的？...首先我们要搞清楚一点，蓝牙在向外发送数据的时候是分成两个部分的一个就是普通的广播包还有一个叫做应答包。...这是蓝牙协议的规定内容，针对于所有的蓝牙设备（iBeacon 只是蓝牙设备的一种） 普通的广播包格式是定义好的，长度为 30 byte 应答包中的内容是可以由 蓝牙的各个制造厂商自己向里面放数据的。...BD_ADDR 1e 代表接下的的数据的字节数（长度），以下数据就是最重要的广播数据了 上面的内容就是对应第一行的解释了，其实 Android SDK 已经帮我们把这些数据中的部分内容解析出来，我们可以直接通过对应的
level shifter用作缓冲器，输入端有和输出端的电压域不同，若不进行电压转换，可能无法正常工作； 这种cell在我们使用的IO中也广泛存在，用于将外部的电压与core电压之间进行转换。...此外，如果设计中还采用了Power Gating技术，在不同电压域之间进行通信的情况下，除了需要添加Level Shifter之外还需要用到另外一种cell ：低功耗设计 | isolation cell...又例如： 下图，PD1是可被关断的，PD1与PD2、PD1 与PD3之间用的Level Shifter就是带有Isolation功能的Level Shifter。...而PD2是Always On的，所以PD2与PD3的数据只需要用普通的Level Shifter即可。...高到低的level shifter只会引入一个buffer的延迟，对时序的影响较小。 低到高的level shifter会带来比较大的延迟，对于时序影响大，需要更加注意。
rate, condition, correlation —— 老驴也码过若干功耗优化功耗计算的文章，最近一篇是《低功耗 | 从综合到PostRoute 功耗的Gap 有多大》。...『公理』可循的，而toggle rate 的计算就开始属灵了，局限于当前的算力，toggle rate 跟STA 类似只能用各种抽象模型，不同工具之间的差别主要是toggle rate 的计算模型不同，...corner, 在哪种应用场景去做balance, 还要考虑在logic balance 插入的cell 所消耗的功耗是否小于所消除的Glitch Power?...另一个问题是，logic balance 一定是需要仿真波形的，而在新工艺点，不论是AOCV 还是SOCV 都无法将variation 部分精确地写到SDF 中，那么后仿的精度偏差是无法避免的，那得出的波形是否可以真实的反应实际工作场景...等等这些因素，让Glitch Power 的优化几乎成了玄学的一个分支，它属灵！也许最有效的手段还是要从架构算法设计入手，让懂电路的人写精致的代码！
在过去的几年里，低功耗设计已经开始再次改变设计人员处理复杂SoC设计的方式。 这些变化都是为了应对不断发展的半导体技术所带来的挑战。...芯片密度的指数级增长推动了基于语言的电路设计和综合的应用，极大地提高了设计者的工作效率。...这种方法使摩尔定律在十年左右的时间里无法发挥作用，但在百万门设计的时代，工程师们发现，为一个新的芯片项目编写新的RTL是存在上限且低效的。...我们的方法是实际的，而不是理论的。在过去几年里，我们在做一系列技术演示芯片的过程中积累了大量的经验。我们相信我们所描述的技术可以被今天的芯片设计者用来显著改进他们所设计的芯片。...1.3功耗和能量 对于电池驱动的设备，功率和能量之间的区别是至关重要的。如图1-1所示。功率是设备中的瞬时功率。能量是曲线下的面积——能量随时间的积分。
起到不同电压域之间的电压钳制和隔离作用。 isolation cell是shutdown模块和always on模块之间的接口，用于隔离两个不同的 power domain。...插在 source module 的ouput 端一是可以节省所需要的 isolation cell 数量，考虑一个模块引脚的输出连到多个模块引脚的输入的情况，二是便于检查。...（考虑到power-on rail的走线，isolation cell自身的功耗，一般还是放在input端比较好，因为放在input端不需要always-on的power） 不管放在那里，其power的连接都需要注意...因此，可以看出isolation_cell的位置是与具体的场景有关，并不是唯一的。...注： 1）power_gated_domian：电源可关闭域，即低功耗下，为关闭状态。 2）always_on_domain：电源常开域，即器件主要处理域，电源工作状态不可关闭。
在电源关断模块有可能要求register对关断前的数据进行锁存或者在电源打开后要求对锁存的数据进行恢复，这就需要特殊的单元Retention Register。...与前面的各种低功耗Cell一样，Retention Register内部的Shadow Register也是Always On Cell，必须有Always On的供电源。...由于是Always On的，所以为了实现低功耗的目标，内部的器件多用高阈值的MOS管来实现以降低Power Down模式下的Leakage Power。...QA1 在低功耗设计中retention register，这个寄存器其实包含两个寄存器，一个叫shadow register的寄存器用always on电源，用于寄存器值的恢复，那么为什么不直接一个普通的寄存器用...它与一般的寄存器有什么不同，主要的功能是什么？ retention reg有两组寄存器，其中一个是shadow寄存器使用的是always on的电源。
它可以不管voltage area的关断与否，一直保持常开的状态。 Always-On Logic Cell 用在什么地方？...它与普通cell的区别在于，多了一个secondary power pin，这个second power pin必须连在always on stripe上。...通常由于它的面积很大，而且secondary pg pin又占绕线资源，所以一般很少用它。...它一般加在feedthrough net上比较多，也可以加SRPG cell的control端或者isolation cell的enable端 feedthrough net SRPG cell...同时对于Always-On Logic Cells，pg_pin描述一般都会有两组，primary和backup，工具看到该cell为Always On，就会把2组电源地都接到长开的电源/地上。
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。...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。
用于电源关断技术(Power Shut Off, PSO)，它通过关断芯片中暂时不需要的某个区域或者某个子模块的供电电压，来达到降低静态功耗的目的。...Footer结构类型是通过VSS的开关来实现标准单元的开与关，而Header结构类型则是通过VDD的开关来实现标准单元的开与关。...在具有power switch的设计中，需要header 或者 footer 类型的电源开关单元来为可以powered down的单元供电。...但是一个MOS管所能通过的电流极其有限，而当需要关断一个或者多个模块的时候，所需要的电流值应该相对很大。因此power switch cell在使用的时候必然是大量cell协同工作的。...其工作方式也有不同的类型，典型的有以下两种： 左侧的摆放方式是在需要关断的module周围摆放一圈或者几圈switch cell并将其首尾相连，外部电源接到power switch的输入上，并将输出连接到
低功耗检查是低功耗设计必不可少的一个环节，此处所谓的低功耗设计指：多电压域设计，实现过程中在原有功能逻辑基础上插入低功耗单元，如：isolation cell, level shifter cell,...低功耗设计涵盖于设计流程的每一个环节：架构设计确定电压域划分，designer 负责power intent 编写，验证人员完成low power verification, 实现人员负责各种插入并做插入后检查...低功耗检查很重要，涉及到的面也多，需要对设计、电压域划分、power intent 语法及对应的实现流程都熟悉，当然还要熟练掌握低功耗检查工具——CLP 可谓低功耗检查领域的霸主...CLP 可以做什么 ---- 对于低功耗设计，从RTL 到GDS 的每一步都要用到CLP, 在RTL 阶段可以用CLP 检查power intent 的质量，在集成阶段可以用CLP 做power intent...结语：在实现阶段做低功耗check ，记住九字箴言：不乱插、不漏插、不多插。
概述 在蓝牙4.0发布以前，给大家的直观印象就是蓝牙耳机，它就是用来满足短距离内中等带宽的音频通信需求。...然而蓝牙4.0发布之后，用途就大不一样了，特别是现在物联网和可穿戴之风盛行的年代，很多小玩意都使用了它，如心率计、手环、钥匙扣等等物件，最终它能够和用户的手机、Pad以及PC等设备连接，实现五花八门的功能...为什么蓝牙4.0的用途广泛了呢？首先归功于低功耗，运行Bluetooth Low Energy的设备，一节纽扣电池可以支持其半年的时间；其次是低成本，如TI公司的CC2540蓝牙SoC售价是1美元。...图4 有关Sensor Tag提供的服务和对应的UUID，可以参考TI官方的文档：TI Development KIT。...图6 再给出实物的图片吧，红色的是Sensor Tag。 ? 最后，还是给出源代码工程的下载链接：Link。最近OneDrive不能用，用微盘代替一下。
低功耗蓝牙简述 一、什么是低功耗蓝牙？ 二、怎么做低功耗蓝牙应用？ ① 之前有没有接触Android蓝牙开发？ ② 蓝牙设备固件是公司自己的吗？ ③ 有没有蓝牙固件和蓝牙应用的文档和Demo？...它保持连接并以超低功耗传输数据，低功耗蓝牙是专门针对基于物联网（IoT）设备构建的功能和应用程序设计的蓝牙版本。蓝牙BLE允许短期远程无线电连接并延长电池寿命。...蓝牙4.0及更高版本被称为蓝牙低功耗，其中蓝牙4.0标准包括传统的蓝牙模块部分和蓝牙低功耗模块部分，这是双模式标准。...在被蓝牙技术联盟采用之前，它是诺基亚设计的一种短距离无线通信技术，它的最初目标是提供最低功耗的无线标准，并且专门针对低成本，低带宽，低功耗而设计，并针对复杂性进行了优化。...二、怎么做低功耗蓝牙应用？ 在了解了低功耗蓝牙的基本知识之后，回到我们Android应用开发上来，你要做什么应用？你有没有好好想过呢？难道就是一句话：”干就完了！
低功耗蓝牙（BLE）是蓝牙4.0规范的一部分，其包括传统蓝牙和蓝牙高速协议。相较于传统蓝牙，BLE旨在使用更低的功耗，并保持同等距离的通信范围。...虽然，所有低功耗蓝牙设备开发的主要动机都是为了增强用户体验。但与此同时，我们需要思考的是安全性是否也已同步？ 下面，让我们看看影响BLE安全性的三个主要漏洞： 1....外围设备：这一般就是非常小或者简单的低功耗设备，用来提供数据，并连接到一个更加相对强大的中心设备。 中心设备：中心设备相对比较强大，用来连接其他外围设备。例如手机等。...利用 BLE 的工具 Linux为BLE提供了最好的支持。想要使用BLE，我们需要安装blueZ。...在开始使用它之前，我们需要满足以下软硬件条件： 硬件 运行Linux的电脑最好是Ubuntu系统 智能BLE灯泡或任何其他蓝牙智能设备 蓝牙适配器 软件 Python 2.7（已在Ubuntu上默认安装
多电压源 由于动态功耗与电压的平方成比例，降低片上的Vdd有助于显著降低功耗。不幸的是，降低电压也增加了设计中的门的延迟。考虑图2-3中的例子。...但是它可以在比缓存略低的电压下运行，并且仍然具有由缓存速度决定的CPU子系统的总体性能。芯片的其余部分可以在较低的电压下运行仍然不会影响整个系统的性能。...通常，芯片的其余部分运行的频率也比CPU低得多。 因此，系统的每个主要模块都在符合系统时序的最低电压下运行。这种方法可以显著节省功耗。...在不同的Vdd电源上混合运行增加了设计的复杂性——我们不仅需要添加IO引脚来供应不同的电源轨道，而且我们还需要一个更复杂的电网和在模块之间运行的信号电平转换器。这些问题将在后面进行更详细的描述。...标准低功耗技术的影响总结 表简要总结了本章所述技术的成本效益。
可以，那就用按键和低功耗的屏幕吧，反正佳明就是这样，这样的操作与显示的效果，与几十年前的电子表有什么区别呢。3.用运算量更小的CPU？那些丰富的安卓手表应用就跑不起来了，还不如直接戴手环。...二、双核架构 只是选取了低功耗的CPU，是否就可以做到长续航呢？答案是否定的。...所以双核CPU架构是当下不得不面对的设计方向：一颗相对低功耗的大核，主打用户操控和UI渲染；另外一颗极低功耗的小核，主打长时间运行的各种算法和缓存。...三、自研OS 要低功耗主CPU，还要双核架构，行业里去哪里找这样的开源OS？这种情况下只能自己设计与实现。 我们从硬件架构开始着手，看看OS的架构应该是怎样的。...完全开源框架方便定制和应对超低功耗的苛刻要求。超低功耗对RAM尺寸和CPU主频有极为苛刻的要求。
1.5动态功耗与静态功耗之间的矛盾 在过去的15年里，随着半导体技术的发展，Vdd从5V降低到3.3V，从2.5V降低到1.2V。...ITRS路线图预测，2008年和2009年高性能设备将使用1.0V，低功耗设备将使用0.8V。 降低Vdd的问题是，它倾向于降低Ids，从而导致晶体管较慢的速度。...在未来的节点上，将需要高k介电材料来控制栅极泄漏。这似乎是减少闸门泄漏的唯一有效方法。 亚阈值泄漏电流随温度呈指数增长。这使得设计低功耗系统的问题变得非常复杂。...即使在室温下泄漏是可以接受的，在最坏的情况下它也会超过芯片的设计。 目标有几种方法可以减少泄漏电流。...不幸的是,长沟道器件的动态电流较低，性能下降。有更大的栅极电容，这对动态功耗有不利影响，并进一步降低性能。除非长通道器件的开关活动很低，否则总功耗耗散可能不会减少。
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