XOR網(wǎng)絡(luò)功耗優(yōu)化及在有限域乘法器上的應(yīng)用.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電路的功耗已經(jīng)成為集成電路設(shè)計過程中必須關(guān)注的問題之一。目前數(shù)字電路設(shè)計以 NOT/AND/OR門為基礎(chǔ)的Boolean邏輯實現(xiàn)，并已建立了系統(tǒng)的自動設(shè)計方法。事實上大量的研究表明，相比于用傳統(tǒng) Boolean邏輯實現(xiàn)的電路，約一半的電路，如用基于 XOR/AND的Reed-Muller(RM)邏輯來實現(xiàn)，可以實現(xiàn)電路面積的進一步優(yōu)化，并且 RM邏輯在可測試性方面具有明顯的優(yōu)勢。相比于 RM邏輯的面積優(yōu)化，涉

2、及 RM邏輯的功耗優(yōu)化要困難許多，這與RM邏輯對輸入信號的跳變十分敏感有關(guān)。本文將結(jié)合 RM邏輯電路特點，通過對目前國內(nèi)外 RM邏輯功耗估算方法及優(yōu)化方法分析，提出了基于信號跳變密度的功耗估算方法，并且將該方法應(yīng)用到有限域乘法器當中獲得了有效的驗證。論文主要包含以下三方面內(nèi)容：
　　1、提出新的二輸入 XOR門的信號跳變密度計算公式。對于 CMOS電路來說，功耗的絕大部分來源于動態(tài)功耗，而動態(tài)功耗的高低與單位時間內(nèi)節(jié)點電容的充放電

3、次數(shù)直接相關(guān)。在估算電路功耗的過程中，電路的開關(guān)活動性是估算功耗的重要指標，開關(guān)活動性的計算結(jié)果的準確程度將直接影響到功耗估算的準確性。本文通過隨機信號獲得信號的跳變密度的初始值，并推導出二輸入XOR門的信號跳變密度計算公式，同時也給出了實驗驗證的方法。
　　2、將 XOR網(wǎng)絡(luò)分解為多個二輸入 XOR門，并利用之前提出的二輸入XOR門的功耗估算方法實現(xiàn) XOR網(wǎng)絡(luò)的低功耗分解。并利用Modelsim軟件對分解后的XOR的信號跳變情