基于触发器的时钟门控 图6 基于触发器的时钟门控技术电路结构 图7 基于触发器的时钟门控技术信号波形:(a)Enable在Clock高电平时的毛刺可以被屏蔽,同时,由于Clock Skew,Gated Clock产生了毛刺;(b)由于Flip Flop只在下降沿对Enable采样,Enable在低电平时的毛刺传播至Gated Clock的机会大大
1.2 门控时钟的结构: a. 结构-1 与门 这种系统时钟门控的机制算然简单,但是容易使门控后的时钟不完整,甚至产生毛刺。 b. 结构-2 这种门控方法避免了门控时钟的不完整性,也可以避免避免毛刺的产生,但门控后的时钟可能会产生亚稳态。 c. 结构-3 这种结构解决了结构-2的亚稳态问题。 d. 结构-4 这种带...
采用门控时钟,可以非常有效地降低设计的功耗,一般情况下能够节省20%~60%的功耗。 那么RTL中怎么才能实现门控时钟呢?答案是不用实现。现在的综合工具比如DC会自动插入门控时钟。如下图所示: 这里有两点需要注意: 1. 插入门控时钟单元后,上面电路中的MUX就不需要了,如果数据D是多bit的(一般都是如此),插入CG后的...
gated_clock_conversion 选项用于对综合执行门控时钟转换的方式加以控制。若设为“off”,则永不转换门控时钟。若设为“on”,那么它将在具有 GATED_CLOCK 属性的信号上执行门控时钟转换。 当该工具能检测到门控时钟并开启转换功能时,它会尝试将该时钟与门电路中的逻辑其余部分分离。若能完成此操作,那么该时钟将直...
所以我们需要改进电路,为了使门控时钟不产生毛刺,我们必须对EN信号进行处理,使其在CLK的高低电平期间保持不变,或者说EN的变化就是以CLK为基准的。 1 很自然的我们会想到触发器,只要把EN用CLK寄存一下,那么输出就是以CLK为基准的; 2 其实还有一种办法是锁存器,把EN用锁存器锁存的输出,也是以CLK为基准的。
一、组合逻辑的门控时钟电路 在思考如何关断时钟时,我们自然会想到可以由组合逻辑中的与门和或门组成门控时钟,如下图所示: 但是组合逻辑的缺点就是容易产生毛刺,如下图所示,如果使能EN未在时钟为高时,保持稳定,就会产生毛刺: 这种毛刺是我们需要避免的,因为其对后续受该时钟驱动的电路造成不可预料的影响,例如产生亚...
门控时钟 当寄存器组的输出端没有驱动或没有变化时,可以关掉寄存器组的时钟来减少动态功耗,此谓门控时钟 (Clock Gating, CG) 技术。 最简单的一个带 EN 端的 D 触发器的 Verilog 逻辑描述如下: 登录后复制always @(posedge CLK) if (EN) Q <= D ; ...
时钟门控的重要实现方法是通过将clock信号与EN信号进行逻辑“与”操作，从而降低功耗。这种方法简单而有效，但在逻辑门中，若无法确保EN信号在clock到来之前保持稳定，可能导致门控时钟无法产生，甚至引起竞争现象。潜在风险包括产生毛刺，进而影响系统正常工作。在设计中需谨慎考虑这些因素。> 冒险与毛刺问题 在数字电路...
插入门控时钟后,对逻辑等价性检查有什么影响? 在做逻辑等价性检查时,也需要对门控时钟进行设置,比如Cadence的LEC需要set flatten model -gated_clock,Synopsys的formality则需要set verification_clock_gate_edge_analysis true 。在做LEC时,需要把ICG的上的enable合成到数据通路上去。而一般的Latch则不需要,与DFF...
门控时钟的设计初衷是实现FPGA的低功耗设计,本文从什么是门控时钟、门控时钟实现低功耗的原理、推荐的FPGA门控时钟实现这三个角度来分析门控时钟。 一、什么是门控时钟 门控时钟技术(gating clock) 是通过在时钟路径上增加逻辑门对时钟进行控制,使电路的部分逻辑在不需要工作时停止时钟树的翻转,而并不影响原本的逻...