An ASIC Low Power Primer

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出版者:
作者:Chadha, Rakesh; Bhasker, J.;
出品人:
页数:231
译者:
出版时间:2012-12
价格:$ 157.07
装帧:
isbn号码:9781461442707
丛书系列:
图书标签:
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  • 低功耗设计
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具体描述

This book provides an invaluable primer on the techniques utilized in the design of low power digital semiconductor devices. Readers will benefit from the hands-on approach which starts form the ground-up, explaining with basic examples what power is, how it is measured and how it impacts on the design process of application-specific integrated circuits (ASICs). The authors use both the Unified Power Format (UPF) and Common Power Format (CPF) to describe in detail the power intent for an ASIC and then guide readers through a variety of architectural and implementation techniques that will help meet the power intent. From analyzing system power consumption, to techniques that can be employed in a low power design, to a detailed description of two alternate standards for capturing the power directives at various phases of the design, this book is filled with information that will give ASIC designers a competitive edge in low-power design.

好的,这是一份不包含《An ASIC Low Power Primer》具体内容的详细图书简介。 --- 书名:集成电路设计中的功耗管理与优化:从概念到实践 摘要 在当今高度互联和移动化的世界中,电子设备的性能提升已不再是唯一的追求,能效比(Power Efficiency)已成为决定产品市场竞争力的关键因素。本书深入探讨了集成电路(IC)设计领域中功耗管理的复杂挑战与前沿解决方案。全书系统地梳理了数字和模拟电路设计流程中各个层面的功耗分析方法,并提供了一套全面的优化策略,旨在帮助工程师和研究人员设计出满足严格能耗预算的高性能、低功耗芯片。 内容概览 本书结构严谨,逻辑清晰,从基础的功耗来源分析入手,逐步深入到高级的系统级功耗优化技术。内容覆盖了从晶体管级到系统架构层面的多维度设计考量,确保读者能够构建起一个完整的低功耗设计思维框架。 第一部分:功耗基础与分析方法 本部分为读者奠定了坚实的理论基础。 第一章:集成电路中的功耗来源解析 详细分析了CMOS电路中主要的功耗组成部分:动态功耗(开关活动引起)和静态功耗(漏电流引起)。深入探讨了温度、工艺角对功耗特性的影响。内容包括对亚阈值漏电、栅极氧化物漏电、穿隧效应漏电的物理机制的解释。本章侧重于建立精确的功耗模型,为后续的优化提供量化依据。 第二章:功耗建模与测量技术 介绍了在不同设计阶段(RTL、门级、版图级)进行功耗估算和精确测量的技术。涵盖了使用业界标准工具(如功耗分析器)进行静态和动态功耗分析的流程。重点讲解了功耗分析中时间相关性和数据相关性的处理方法,以及如何利用仿真工具验证功耗性能。 第二部分:晶体管级与电路级优化 本部分聚焦于最底层的设计优化手段,这些优化直接影响了芯片的基本能耗特性。 第三章:晶体管尺寸优化与管型选择 探讨了晶体管尺寸(W/L 比例)对延迟和功耗的权衡。介绍了对关键路径和非关键路径采用不同尺寸的策略。深入分析了新型晶体管结构(如FinFET、FD-SOI)在提升能效方面的潜力与挑战。 第四章:电压域与频率调节策略 详尽阐述了动态电压和频率调节(DVFS)技术在数字电路中的应用。解释了如何根据系统负载实时调整工作电压和时钟频率,以实现最优的能耗-性能折中。本章还涉及电压调节器的设计考量及其对系统稳定性、功耗的影响。 第五章:优化电路设计技术 讲解了电路拓扑的选择对功耗的影响。内容包括亚阈值电路设计原理、低功耗触发器和锁存器的设计、以及针对特定功能模块(如PLL、ADC/DAC)的低功耗实现方法。重点讨论了如何通过优化时序裕量来降低动态功耗。 第三部分:架构级与系统级功耗控制 本部分将视野提升到更高层次,探讨如何通过架构创新和系统管理来控制整体功耗。 第六章:时钟网络与信号完整性的功耗优化 时钟信号的分配和驱动是芯片功耗的重要组成部分。本章分析了时钟树综合(CTS)中功耗热点,并提出了降低时钟缓冲器数量、优化时钟门控(Clock Gating)效率的方法。探讨了异步设计和去时钟化技术在局部区域的能效优势。 第七章:数据流与算法级的功耗管理 功耗优化不仅是硬件问题,也是算法问题。本章探讨了如何通过数据流的重新组织来减少不必要的数据移动和存储访问。内容包括:数据表示的量化(Quantization)技术对功耗的影响,以及通过数据压缩和稀疏化来减少数据处理功耗的策略。 第八章:电源管理单元(PMU)与系统级自治 系统级的功耗控制依赖于智能的电源管理单元(PMU)。本章详细介绍了PMU的功能、架构以及它如何与操作系统或固件协同工作,以实现细粒度的电源状态转换。探讨了功耗预算分配、状态保持机制以及快速唤醒设计的关键技术。 第四部分:先进技术与未来趋势 本部分面向前沿研究和新兴领域,为读者指明未来低功耗设计的方向。 第九章:异构计算与专用加速器的能效优势 分析了通用CPU在处理特定任务时能效不如专用硬件的原因。重点介绍了领域专用架构(DSA)如何通过硬件定制化来实现显著的能效提升,例如在AI推理和信号处理中的应用。 第十章:新兴工艺技术与跨学科展望 探讨了新型存储器技术(如MRAM、RRAM)在降低数据访问功耗方面的潜力。讨论了软件和硬件协同设计(Co-design)在功耗优化中的关键作用,以及如何将机器学习方法应用于实时的功耗预测和控制。 目标读者 本书适合于电子工程、微电子学、计算机工程专业的高级本科生和研究生;从事ASIC/SoC设计、验证、固件开发的工程师和技术人员;以及关注绿色计算和移动设备能效的研究人员。 学习目标 通过阅读本书,读者将能够: 1. 系统理解CMOS电路中所有功耗来源的物理基础。 2. 掌握从RTL到版图级别精确测量和估算芯片功耗的方法。 3. 熟练应用动态电压/频率调节、时钟门控等主流的功耗优化技术。 4. 设计和实现高效的系统级电源管理单元(PMU)。 5. 评估和选择能够最大限度提升能效比的设计架构和算法策略。 本书侧重于从原理到应用的完整闭环学习,旨在培养读者在复杂芯片设计中做出功耗最优决策的能力,确保设计的芯片在性能、面积和功耗之间达到行业领先的平衡。

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读后感

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用户评价

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作为一名在电子行业摸爬滚打多年的工程师,我对《An ASIC Low Power Primer》这个书名感到一丝亲切。在过去的工作中,我接触过不少低功耗相关的设计,但总感觉有些碎片化,缺乏一个系统性的总结。我猜想这本书会提供一种更加全局和深入的视角,来审视ASIC中的低功耗设计。我非常好奇作者会如何处理不同层级的功耗问题,例如,是会着重于算法和架构层面的低功耗优化,还是会更倾向于 RTL(寄存器传输级)和门级的设计技巧?我期待书中能够提供一些前沿的低功耗技术信息,例如一些最新的电源管理技术,或者在特定应用场景下(如AI芯片、移动通信芯片)的低功耗设计考量。我希望这本书能给我带来新的启发,让我能够将所学知识应用到实际项目中,从而设计出性能卓越且功耗表现出色的ASIC产品。我甚至想象书中可能会讨论一些关于功耗测试和验证的挑战,以及如何有效地进行功耗分析。

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我对这本《An ASIC Low Power Primer》充满了期待,尽管我还没来得及深入阅读,但仅仅从书名就能感受到它所承载的价值。在当今科技飞速发展的时代,功耗问题已经成为制约各种电子设备性能和续航的关键瓶颈。无论是智能手机、可穿戴设备,还是日益复杂的物联网节点,低功耗设计的重要性不言而喻。我猜想这本书一定能够为我揭示ASIC(专用集成电路)领域在低功耗设计方面的奥秘。我非常好奇它会从哪些角度切入,是侧重于架构层面的优化,还是深入到门级网表和晶体管级别的技巧?我期待书中能够提供清晰的理论框架,解释为什么特定的设计选择能够有效降低功耗,并给出一些实际可行的设计指导。作为一名对ASIC设计感兴趣的学习者,我希望这本书能像一位经验丰富的导师,用易于理解的方式,引导我穿越低功耗设计的复杂迷宫,让我对如何设计出更节能、更高效的ASIC芯片有一个系统性的认识。我甚至想象书中可能包含一些案例分析,展示如何在实际项目中应用低功耗技术,并对比不同技术方案的优劣。这种期待让我迫不及待地想翻开这本书,去探索其中的知识宝藏。

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我最近入手了一本名为《An ASIC Low Power Primer》的书,虽然才翻了几页,但我立刻被它所呈现出的专业性和前瞻性所吸引。在接触ASIC设计领域一段时间后,我深切体会到“小即是美”,而“低功耗”更是实现这种“美”的重要途径。我猜想,这本书很可能不仅仅是理论的堆砌,而是会深入探讨ASIC设计中那些关乎功耗的关键技术点,比如时钟门控、动态电压频率调节(DVFS)、电源门控、以及各种状态保持机制等等。我非常好奇作者是如何组织这些内容的,是按照从宏观到微观的逻辑,还是按照设计流程的顺序来展开?我期待书中能提供一些直观的图示或模型,来帮助理解复杂的功耗优化原理。同时,我也希望书中能提及一些常用的EDA工具在低功耗设计中的应用,毕竟理论最终要落到实处。对于我这样一个希望在ASIC低功耗设计领域有所建树的人来说,这本书的出现无疑是一场及时雨,它可能包含着我一直以来寻找的答案,以及那些我尚未意识到的潜在挑战和解决方案。

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我最近在为我正在进行的一个项目寻找相关的技术资料,偶然发现了《An ASIC Low Power Primer》这本书。从书名上来看,它似乎直接命中了我的痛点。在当前对能源效率要求越来越高的时代,ASIC的低功耗设计已经不再是锦上添花,而是必不可少的核心竞争力。我猜想这本书很可能不仅仅是介绍一些简单的技巧,而是会从更深层次的角度,讲解ASIC功耗的来源,比如动态功耗、静态功耗,以及它们是如何产生的。我期待书中能够提供一些量化的分析方法,让我能够准确地评估不同设计方案对功耗的影响。同时,我也好奇书中是否会讨论到软件和硬件协同设计的低功耗策略,因为很多时候,最优的低功耗解决方案需要软硬件的紧密配合。作为一名正在努力提升自己技术能力的工程师,我希望这本书能为我提供宝贵的知识和见解,帮助我更好地理解和实践ASIC的低功耗设计,并最终在我的项目中取得成功。我甚至猜想,书中可能会包含一些关于低功耗IP核的讨论,或者在特定架构下的功耗优化案例。

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我最近在研究ASIC设计,尤其是在低功耗方面,遇到的挑战和困惑不少,因此对《An ASIC Low Power Primer》这本书抱有很高的期望。从书名来看,它应该是一本入门级的教程,旨在为初学者提供一个坚实的基础。我猜想这本书会从ASIC的基本概念讲起,然后逐步深入到低功耗设计的核心内容。我特别关注书中是否会涵盖一些基础的功耗模型,以及如何通过这些模型来分析和预测芯片的功耗。此外,在数字电路设计中,时序和功耗往往是相互制约的,我期待书中能详细阐述如何在满足时序要求的同时,实现功耗的最小化。这本书的“Primer”定位,也让我相信它会用相对平实的语言,解释那些可能看起来很复杂的概念。我希望通过阅读这本书,能够建立起对ASIC低功耗设计一个清晰的认知框架,理解不同设计策略的权衡,并为后续更深入的学习打下坚实的基础。我甚至想象,书中或许会涉及一些关于工艺制程对功耗影响的讨论,因为这在实际设计中也是一个不可忽视的因素。

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