一种低功耗时钟树的设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110619166A(43)申请公布日2019.12.27(21)申请号201910849843.1(22)申请日2019.09.09(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区砚瓦池正街47号(72)发明人黄鹏程赵振宇何小威马驰远乐大珩冯超超蒋剑锋余金山(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008代理人谭武艺(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种低功耗时钟树的设计方法(57)摘要本发明公开了一种低功耗时钟树的设计方法，实施步骤包括：准备时钟树以及定制单元，定制单元包括针对各种指定尺寸以及子类型的反相器、缓冲器以及钟控单元定制下拉或上拉驱动降低的定制单元，且定制单元不改变单元输出引脚的位置，不改变引脚的尺寸、并保留单元尺寸不变；从时钟树中获取目标时钟驱动的所有寄存器输入引脚，从寄存器输入引脚开始逐级回溯对目标时钟驱动的路径中的反相器、缓冲器以及钟控单元替换为对应的定制单元；修复时钟树建立时序的扰动。本发明利用电路与版图设计技术、利用布局布线技术，在维持时钟树性能的前提下，降低时钟树的功耗，对现有布局布线流程的影响最小。CN110619166ACN110619166A权利要求书1/3页1.一种低功耗时钟树的设计方法，其特征在于实施步骤包括：1）准备时钟树以及定制单元，所述定制单元包括针对各种指定尺寸以及子类型的反相器、缓冲器以及钟控单元定制下拉或上拉驱动降低的定制单元，且下拉或上拉驱动降低的定制单元不改变单元输出引脚的位置，不改变引脚的尺寸、并保留单元尺寸不变；2）从时钟树中获取目标时钟驱动的所有寄存器输入引脚，从寄存器输入引脚开始逐级回溯对目标时钟驱动的路径中的反相器、缓冲器以及钟控单元替换为对应的定制单元；3）修复时钟树建立时序的扰动。2.根据权利要求1所述的低功耗时钟树的设计方法，其特征在于，步骤1）中的定制单元中，所述反相器包括带有定制的上、下拉驱动降低的定制单元；所述缓冲器包括由前级反相器INV1与后级反相器INV2构成，且每一种缓冲器包括将后级反相器INV2上拉驱动降低、将前级反相器INV1下拉驱动降低的定制单元，以及将后级反相器INV2下拉驱动降低、将前级反相器INV1上拉驱动降低的定制单元；所述钟控单元包括工作沿是正沿的下拉驱动降低的定制单元，以及工作沿是负沿的上拉驱动降低的定制单元。3.根据权利要求1或2所述的低功耗时钟树的设计方法，其特征在于，步骤2）的详细步骤包括：A2.1）从时钟树中选择目标模块的一个、多个或者全部时钟，获取时钟驱动的所有种控单元除外的时序逻辑的时钟输入引脚得到当前输入引脚集cur_pin_colls，将当前输入引脚集cur_pin_colls中每一个引脚设置初始相位ipin_phase为0，当前替换级数n为0；A2.2）将当前替换级数n和预设阈值N进行比较，预设阈值N大于或等于0，且预设阈值N小于时钟树中时钟根到时钟树最长叶节点的深度；如果当前替换级数n小于预设阈值N时，跳转执行步骤A2.3）；如果当前替换级数n大于或等于预设阈值N、且预设阈值N等于0时，跳转执行步骤A2.7）；如果当前替换级数n大于或等于预设阈值N、且预设阈值N大于0时，跳转执行步骤A2.6）；如果当前替换级数n等于预设阈值N、且预设阈值N大于0时，则跳转执行步骤3）；A2.3）从当前输入引脚集cur_pin_colls的每个引脚，回溯获取其前一级逻辑单元得到前级单元集合pre_cell_colls，所述前级单元集合pre_cell_colls中各前级单元的相位phase_of_cell赋值为有连接关系的引脚的初始相位ipin_phase的值；A2.4）针对所述前级单元集合pre_cell_colls中的每一个前级单元，判断前级单元的类型，前级单元的类型为反相器、缓冲器、钟控单元、多路选择器中的一种，根据前级单元的类型替换为对应的定制单元：如果该前级单元为反相器，则在反相器的相位phase_of_cell为0时使用下拉网络驱动降低的定制单元替代、相位phase_of_cell为1时使用上拉网络驱动降低的定制单元替代，并将相位phase_of_cell加1模2的值作为该定制单元时钟输入引脚的初始相位ipin_phase的值；如果该前级单元为缓冲器，则在缓冲器的相位phase_of_cell为0时使用下拉网络驱动降低的定制单元替代、相位phase_of_cell为1时使用上拉网络驱动降低的定制单元替代，并将相位phase_of_cell的值作为该定制单元时钟输入引脚的初始相位ipin_phase的值；如果该前级单元为钟控单元，则将