1 / 21

Optimizing a clock driver

Optimizing a clock driver. Γάκη Μαρία. Πρόβλημα. Στόχος. Σχεδιασμός των buffers για ελαχιστοποίηση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας. Περιορισμοί. t rise και t fall <1000 psec. t skew < 50 psec.

neci
Download Presentation

Optimizing a clock driver

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Optimizing a clock driver Γάκη Μαρία

  2. Πρόβλημα

  3. Στόχος • Σχεδιασμός των buffers για ελαχιστοποίηση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας.

  4. Περιορισμοί • trise και tfall <1000 psec. • tskew < 50 psec. • Ο αριθμός των αντιστροφέων μεταξύ του σήματος του ρολογιού εισόδου και του φορτίου πρέπει να είναι ζυγός αριθμός.

  5. Παράμετροι Σχεδιασμού • Vsupply= 2.5V. • trise και tfall του Clkin =0.5 nsec.

  6. Clk 1 • Ο αριθμός τωνβαθμίδων (N) που αντιστοιχεί σε (fan out) f=4 προκαλεί τη μικρότερη καθυστέρηση. • f=4 F=Cext / Cg = 750Cu/Cu =750 N= lnF / lnf = ln750/ln4 = 4,79 N=4

  7. Ν=4 • f=(F)^1/N= (750)^1/4 = 5.23 Cin2 =5.23X Cu Cin3 =(5.23)^2 X Cu = 27.35X Cu Cin4 =(5.23)^3 X Cu = 143.05X Cu • Συνολική καθυστέρηση tp =Ntp0(1+f)= =4x20psec x(1+5,23)=498,4 psec

  8. Υπολογισμός βέλτιστου f • tp =tp0[(1+ Cin2/Cin1)+(1+Cin3/Cin2)+ (1+Cin4/Cin3)+ (1+CL/Cin4) = =20psec(4+3f+750/f^3) • Θέλουμε αυτή η καθυστέρηση να είναι μέσα στο 10% της καθυστέρησης που βρήκαμε πιο πάνω,δεδομένου ότι έτσι πετυχαίνουμε μικρότερη ενέργεια και ταυτόχρονα μικρότερη καθυστέρηση. • tp,min <= tp <= 1.1 tp,min 498.4psec<=20psec(4+3f+750/f^3)<=548.24psec

  9. Υπολογισμός ενέργειας • E= α(ΣC)VDD²=0.5[2(Cin1+ Cin2+ Cin3+ Cin4+ CL)] (2.5)² • Υπολογίζω το γινόμενο ενέργειας-καθυστέρησης. EDP=E x tp’ όπου tp’ είναι o χρόνος καθυστέρησης με το βέλτιστο fan out.

  10. Clk 2 • Ο αριθμός τωνβαθμίδων (N) που αντιστοιχεί σε (fan out) f=4 προκαλεί τη μικρότερη καθυστέρηση. • f=4 F=Cext / Cg = 1500Cu/Cu =1500 N= lnF / lnf = ln1500/ln4 = 5.28 N=6

  11. Ν=6 • f=(F)^1/N= (1500)^1/6= 3.38 Cin2 =3.38X Cu Cin3 =(3.38)^2 X Cu = 11.42X Cu Cin4 =(3.38)^3 X Cu = 38.61X Cu Cin5=(3.38)^4 X Cu = 130.5X Cu Cin6=(3.38)^5 X Cu = 441X Cu • Συνολική καθυστέρηση tp =Ntp0(1+f)= =6x20psec x(1+3.38)= 525.6psec

  12. Υπολογισμός βέλτιστου f • tp =tp0[(1+ Cin2/Cin1)+(1+Cin3/Cin2)+ (1+Cin4/Cin3)+ (1+Cin5/Cin4)+ (1+Cin6/Cin5)+ (1+CL/Cin6) = =20psec(6+5f+1500/f^5) • Θέλουμε αυτή η καθυστέρηση να είναι μέσα στο 10% της καθυστέρησης που βρήκαμε πιο πάνω,δεδομένου ότι έτσι πετυχαίνουμε μικρότερη ενέργεια και ταυτόχρονα μικρότερη καθυστέρηση. • tp,min <= tp <= 1.1 tp,min 525.6psec<=20psec(6+5f+1500/f^5)<=578.16psec

  13. Υπολογισμός ενέργειας • E= α(ΣC)VDD²=0.5[2(Cin1+ Cin2+ Cin3+ Cin4+ Cin5+ Cin6+ CL)] (2.5)² • Υπολογίζω το γινόμενο ενέργειας-καθυστέρησης. EDP=E x tp όπου tp’ είναι o χρόνος καθυστέρησης με το βέλτιστο fan out.

  14. Clk 3 • Ο αριθμός τωνβαθμίδων (N) που αντιστοιχεί σε (fan out) f=4 προκαλεί τη μικρότερη καθυστέρηση. • f=4 F=Cext / Cg = 500Cu/Cu =500 N= lnF / lnf = ln500/ln4 = 4,5 N=4

  15. Ν=4 • f=(F)^1/N= (500)^1/4 = 4.72 Cin2 =4.72X Cu Cin3 =(4.72)^2 X Cu = 22.27X Cu Cin4 =(4.72)^3 X Cu = 105.15X Cu • Συνολική καθυστέρηση tp =Ntp0(1+f)= =4x20psec x(1+4.72)=457,6 psec

  16. Υπολογισμός βέλτιστου f • tp =tp0[(1+ Cin2/Cin1)+(1+Cin3/Cin2)+ (1+Cin4/Cin3)+ (1+CL/Cin4) = =20psec(4+3f+500/f^3) • Θέλουμε αυτή η καθυστέρηση να είναι μέσα στο 10% της καθυστέρησης που βρήκαμε πιο πάνω,δεδομένου ότι έτσι πετυχαίνουμε μικρότερη ενέργεια και ταυτόχρονα μικρότερη καθυστέρηση. • tp,min <= tp <= 1.1 tp,min 457.6psec<=20psec(4+3f+500/f^3)<=503.36psec

  17. Υπολογισμός ενέργειας • E= α(ΣC)VDD²=0.5[2(Cin1+ Cin2+ Cin3+ Cin4+ CL)] (2.5)² • Υπολογίζω το γινόμενο ενέργειας-καθυστέρησης. EDP=E x tp’ όπου tp’ είναι o χρόνος καθυστέρησης με το βέλτιστο fan out.

  18. Clk 4 • Ο αριθμός τωνβαθμίδων (N) που αντιστοιχεί σε (fan out) f=4 προκαλεί τη μικρότερη καθυστέρηση. • f=4 F=Cext / Cg = 1200Cu/Cu =1200 N= lnF / lnf = ln1200/ln4 = 5.19 N=6

  19. Ν=6 • f=(F)^1/N= (1200)^1/6= 3.25 Cin2 =3.25X Cu Cin3 =(3.25)^2 X Cu = 10.56X Cu Cin4 =(3.25)^3 X Cu = 34.32X Cu Cin5=(3.25)^4 X Cu = 111.54X Cu Cin6=(3.25)^5 X Cu = 362.5X Cu • Συνολική καθυστέρηση tp =Ntp0(1+f)= =6x20psec x(1+ 3.25)= 510psec

  20. Υπολογισμός βέλτιστου f • tp =tp0[(1+ Cin2/Cin1)+(1+Cin3/Cin2)+ (1+Cin4/Cin3)+ (1+Cin5/Cin4)+ (1+Cin6/Cin5)+ (1+CL/Cin6) = =20psec(6+5f+1200/f^5) • Θέλουμε αυτή η καθυστέρηση να είναι μέσα στο 10% της καθυστέρησης που βρήκαμε πιο πάνω,δεδομένου ότι έτσι πετυχαίνουμε μικρότερη ενέργεια και ταυτόχρονα μικρότερη καθυστέρηση. • tp,min <= tp <= 1.1 tp,min 510psec<=20psec(6+5f+1500/f^5)<=561psec

  21. Υπολογισμός ενέργειας • E= α(ΣC)VDD²=0.5[2(Cin1+ Cin2+ Cin3+ Cin4+ Cin5+ Cin6+ CL)] (2.5)² • Υπολογίζω το γινόμενο ενέργειας-καθυστέρησης. EDP=E x tp’ όπου tp’ είναι o χρόνος καθυστέρησης με το βέλτιστο fan out.

More Related