什么是门控时钟?如何生成门控时钟?

时间:2025-05-03  作者:Diven  阅读:0

什么是门控时钟?

什么是门控时钟?如何生成门控时钟?

Clockgating: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。门控时钟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。

如何生存门控时钟?

IC设计中,编写RTL代码的时候,只要采用合理规范的编码风格,即可以通过EDA工具自行产生门控时钟模块。

举例如下:

 

 

推荐的风格代码在else分支忽略,此时意味着在data_vld无效时data_out保持不变,此时状态与clock保持为0一致,因此具备生成门控时钟的条件,而不推荐风格代码,在data_vld无效时data_out为0,不符合门控时钟的状态,因此无法生成门控时钟。

上图两个电路图均为推荐风格代码的映射电路图,右侧为采用门控时钟设计的电路图。采用推荐风格代码的代码即可以通过EDA工具自行插入门控时钟。

由于门控时钟逻辑具有一定的开销,因此数据宽度过小不适合做clockgating。一般情况下,数据宽度大于8比特时建议采用门控时钟。

实际芯片使用的门控时钟模块是后端厂家专门设计的模块单元,而不仅仅是图上的简单设计。

门控时钟设计:门控时钟模块

Gvi在IC设计中,经常会用掉门控时钟单元,在不使用某些模块的时候使用门控时钟单元锁定时钟,使得时钟不跳变,从而降低功耗。

1、门控时钟单元代码verilog

模块输入信号分别为输入时钟,clk_in,输出时钟clk_out,使能信号en。

当使能信号en==1时,表示时钟不锁定,输入信号直接输出,模块功能类似:assign clk_in = clk_out。

当使能信号en==0时,表示时钟锁定,输出时钟不跳变。

xxxxx_phy_lib_name是后端厂商提供的定制时钟门控单元

2、门控时钟单元使用注意事项:

1)使能信号en可配置,复位默认值必须为1,

2)驱动en的时钟不能是被锁定后的时钟,即驱动信号的时钟要求永远是存在的

 

 

Module clk_gate( input clk_in , input clk_en, output clk_out ); `ifdef ASIC_DESIGN wire clk_out ; xxxxx_phy_lib_name xxxxx_phy_lib_name_u0 ( .O (clk_out ), .phi (clk_in ), .io (1'b0 ), .i1 (clk_en ) ); else `ifdef FPGA_DESIGN assign clk_out = clk_in ; else reg clk_en_d1 ; wire clk_out ; always@(*) begin if(!clk_in) clk_en_d1=clk_en ; end assign clk_out= clk_en_d1&clkin; `endif `endif endModule 

 

 

编辑:黄飞

 

猜您喜欢

贴片电阻0603,这个名字你可能略有耳闻,但究竟是什么呢?其实,0603代表的是这种电阻的尺寸,即长0.06英寸(约1.6毫米),宽0.03英寸(约0.8毫米)...
2024-11-29 10:26:12

LED灯以其节能、环保和长寿命等优点,已经逐渐取代传统照明方式,走进了千家万户。然而,很多人并不了解,LED灯的性能表现与其驱动器息息相关。选购合适的LED灯驱...
2024-10-21 00:00:00

贴片电阻的阻值单位通常是欧姆(Ω),但在实际应用中,由于阻值范围很大,经常会用到千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。理解这些单位之间的换算关系对于正确选择和使用电阻很重...
2024-11-29 10:25:52


2017-01-04 00:00:00


测距仪是用于测量物体之间距离的工具,应用于建筑、工程、测量等领域。根据不同的工作原理和应用场景,测距仪可以分为几种主要类型。激光测距仪是目前最常用的,利用激光光...
2013-07-27 00:00:00

晶闸管(可控硅)是应用于电力电子领域的重要器件,其性能参数直接影响设备的工作效率和稳定性。额定电压是晶闸管的重要参数,通常以伏特(V)表示,反映其在正常工作状态...
2010-09-09 00:00:00

现代科技中,电源系统不断更新。超级锂离子电容,成为一个热门话题。与传统电池相比,有许多优势。本文将探讨其替代电池的可能性。超级锂离子电容的定义超级锂离子电容是新...
2025-03-21 15:00:02

出锡机是用于电子制造行业的重要设备,其参数直接影响生产效率和产品质量。出锡机的工作温度范围通常在200℃到300℃之间,能够满足不同焊接材料的需求。出锡机的出锡...
2013-07-12 00:00:00