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集成时钟门控单元(Integrated Clock Gating Cell)

2023-05-01 00:33 作者:带刀木头  | 我要投稿

时钟门控是一种常用的技术,通过时钟使能信号,关闭进入后续模块的时钟来降低功耗。简单的时钟门控功能只需要一个"与门”或“或门”,但往往存在问题。假设使用带时钟的与门,高电平EN边沿的到来可能与时钟边沿不一致。在这种情况下,时钟信号将会出现故障。

为了避免这种情况,使用了一种特殊的时钟门控单元,它将EN与时钟边沿同步。这些被称为集成时钟门控单元或ICG。有两种常用的ICG单元类型:

1.与门方式(高电平使能EN)

前置负边沿锁存器的 与门时钟门控
时序逻辑


与门前加入一个负边沿触发锁存器(negative edge triggered latch)将时钟信号与EN信号同步

EN为低电平时,GCLK为低电平;锁存器输出(latch o/p)为高电平时,GCLK为高电平。

2.或门方式(高电平使能EN)

前置正边沿锁存器的 或门时钟门控
时序逻辑


或门前加入一个正边沿触发锁存器(positive edge triggered latch)。当EN低电平时,GCLK保持高。注意,锁存器输出在或门输入端是反向的。所以当EN高电平时,在时钟上升沿锁存器Q=1,GCLK=CLK=1;时钟跳变为低电平后,GCLK=CLK=0。如此循环。

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注释翻译自:https://vlsi.pro/integrated-clock-gating-cell/


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