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研究生： 張安琪
Chang, An-Chi
論文名稱： 考量電源消耗之多位元正反器合成
Synthesis of Multi-bit Flip-flops for Clock Power Reduction
指導教授： 黃婷婷
Hwang, Ting-Ting
口試委員: 黃俊達
王俊堯
黃婷婷
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電機資訊學院 - 資訊工程學系
Computer Science
論文出版年： 2011
畢業學年度： 99
語文別： 英文
論文頁數： 41
中文關鍵詞： 多位元正反器 、時脈數 、電力 、正反器
外文關鍵詞： multi-bit flip-flop, flip-flop, clock tree, power reduction
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    • 電力的消耗長期以來一直是現代積體電路設計的重要考量。這篇論文中，我們提出對於時脈樹之電力優化技巧，使用多位元正反器及降低總線路長度這兩者來達成目標。我們經由合併多個單位元正反器成為多位元觸發器，有效降低正反器的電力消耗；除此之外，透過謹慎的選擇正反器合併組合與合併後的擺放位置，總線路長度在合併後也能大幅降低。兩者合併的效用能有效大幅減少時脈樹的電力消耗。

    1 Introduction 1 2 Previous Work and Motivation 4 3 Problem Formulation 7 3.1 Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.2 Objective Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.3 Constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.3.1 Non-Overlap Constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.3.2 Placement Density Constraint . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3.3 Timing Slack Constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4 Synthesis of MBFF 13 4.1 Phase Transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.1.1 RNDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.1.2 DNDC and DDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.1.3 CCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.2 Select Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.2.1 Fixed Window Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 i 4.2.2 Dynamic Window Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.3 Compute Target FF Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.3.1 Non-Disruptive Collection . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.3.2 Disruptive Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.4 Generating MBFF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.4.1 Valid Timing Slack Region (VTSR) Computation . . . 22 4.4.2 Valid Timing Slack Clique (VTSC) Generation . . . . . 24 4.4.3 Clique Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4.4.4 Decide Location of MBFF . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5 Experimental Result 33 5.1 Pruning and Wire Length Estimation . . . . . . . . . . . . . . 34 5.2 Power, Wire Length and Run Time . . . . . . . . . . . . . . . 36 6 Conclusion 39

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