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什么是门控时钟？

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2021-11-5 07:26:10　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × elecfans 该类别下有 7 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 7 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 6 个回答。邀请回答 lifei639156 该类别下有 6 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 6 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 6 个回答。邀请回答 60user103 该类别下有 6 个回答。邀请回答 dsgfa 该类别下有 6 个回答。邀请回答细水爱长流该类别下有 6 个回答。邀请回答深海零下一度1 该类别下有 6 个回答。邀请回答 mingodong 该类别下有 6 个回答。邀请回答 h1654155199.5148 该类别下有 6 个回答。邀请回答 ZQW发烧友该类别下有 6 个回答。邀请回答安立路该类别下有 6 个回答。邀请回答国名英雄XXX 该类别下有 6 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 6 个回答。邀请回答 kpj3026 该类别下有 5 个回答。邀请回答 tigerwang711 该类别下有 5 个回答。邀请回答北冥有熊该类别下有 5 个回答。邀请回答 golabs 该类别下有 5 个回答。邀请回答举报凤求凰相关推荐 • FPGA的时钟门控是好还是坏？ 5538 • 当逻辑门控无法映射到Vivado中的一个时钟区域时，BUFHCTRL能够复制自身并将逻辑映射到多个时钟区域吗？ 2214 • 怎么创建进行门控的Diffenertial时钟 786 • Artix 7如何在IBUF之后使用或插入全局时钟缓冲器BUGF来解决I O电源问题？ 926 • 求一个冷门的单片机，能做智能家居门控系统的那种冷门的单片机 4033 • 如何选择一个门控时钟输出为我的组件？ 1040 • 电源门控可以降低泄漏功耗吗 838 • 求解主从定时器门控模式的问题 4312 • LIN总线技术在门控系统中有哪些应用实例？ 1447 • 使用标准I / O引脚作为时钟输入时，我无法获得synplify-rpo 2014.09的原因？ 1278 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1、什么是门控时钟？在解释何为门控时钟之前，有必要了解为什么需要门控时钟。集成电路工艺节点的提升带来了芯片集成度的极大提高，集成电路工艺节点的提升带来了芯片集成度的极大提高。SoC设计的功耗包含两部分:静态功耗和动态功耗。静态功耗主要由泄漏电流引起，在130 nm工艺下，静态功耗相对较小，可以忽略不计。动态功耗主要包括短路功耗和翻转功耗，是本设计功耗的主要组成部分。短路功耗即内部功耗，指由器件内部由于P管和N管在某一瞬间同时导通引起的瞬时短路引起。翻转功耗由CMOS器件的输出端负载电容充放电引起。芯片工作时，很大一部分功耗是由于时钟网络的翻转消耗的，如果时钟网络较大，这部分引起的功耗损失会很大。在众多低功耗技术中，门控时钟对翻转功耗和内部功耗的抑制作用最强。在数据无效时,将寄存器时钟关闭的技术，能够有效降低功耗，是低功耗设计的重要方法之一。门控时钟就是要降低功耗问题而提出来的，其实就是一个逻辑模块，在寄存器的输入数据无效时，将寄存器的输入时钟置为0，而此时寄存器值保持不变，此时没有时钟翻转，避免了动态功耗。如下图所示由图1可以看出，当EN为1时， DATA_ IN的值由多路开关传至寄存器组的数据输入端，当CLK上升沿来临时，传至DATA_OUT。当EN为0时， OUTPUT保持不变。但由于时钟信号CLK的翻转，寄存器组会持续在CLK的上升沿来临时读取数据输入端的数据，而这时读取的数据是不变的，这就消耗了额外的功耗。图片来自中国电子网。 2、基于Latch的门控单元电路首先，来聊一聊Latch，Latch也称为锁存器，是电平触发的触发器（Flip Flop）只有使能端为高电平时，输出端的数据随着输入端发生改变，当使能端为低电平时，输出端将保持上一状态。如下图所示。为保证此时图1中寄存器组不受时钟翻转的影响，可在EN信号为0时关断寄存器组的时钟输入端，使其不受CLK端的变化而变化，这一操作可通过门控时钟技术来实现，如图下所示。图中的门控单元由一个Latch和一个与门组成。门控单元也可以采用非latch结构，直接由与门或或门组成。但由于这种电路会引发毛刺，故此处采用基于Latch的门控单元电路。插入门控时钟后，当EN为1时， Latch单元在CLK低电平时将EN锁存，输出端保持上一个状态，CLK为高电平时，LQ 随EN变化而变化，寄存器组执行正常的读、写操作。 3、RTL级实现门控时钟电路在Verilog中if语句没有写else，产生锁存器，case语句中没有default同样会产生锁存器。如下所示：对应的电路如下图所示： 4、与门电路实现门控时钟主要由与门/或门（取决于触发器的触发方式）实现，如下图所示值得注意的是：不含锁存器的门控时钟实现简单，但当EN的持续时间小于T/2，门控时钟将会无效，解决的方法只有强制大于半个周期。参考文章： 1、基于门控时钟的低功耗电路设计方案，http://bbs.21ic.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2497860 2、门控时钟设计001：什么是门控时钟？如何产生门控时钟？，https://blog.csdn.net/icxiaoge/article/details/80792819 3、门控时钟， https://blog.csdn.net/weixin_42791389/article/details/85075859 4、彻底理解锁存器， https://wenku.baidu.com/view/5459981f54270722192e453610661ed9ad515535.html 5、锁存器， https://wenku.baidu.com/view/02db67b269dc5022aaea0026.html?sxts=1568799068993

2021-11-5 11:20:13 评论举报王秀云