저전력 기술 매핑을 위한 논리 게이트 재합성

Resynthesis of Logic Gates on Mapped Circuit for Low Power

휴대용 전자 시스템에 대한 deep submicron VLSI의 출현에 따라 기존의 면적과 성능(지연시간)외에 전력량 감축을 위한 새로운 방식의 CAD 알고리즘이 필요하게 되었다. 본 논문은 논리합성시 기술매핑 단계에서의 전력량 감소를 목적으로 한 논리 게이트 분할(gate decomposition)을 통한 재합성 알고리즘을 소개한다. 기존의 저전력을 위한 논리분할 방식은 Huffman 부호화 방식을 이용하였으나 Huffman code는 variable length를 가지고 있으며 logic depth (회로지연시간)와 글리치에 영향을 미치게 된다. 제안된 알고리즘은 임계경로상에 있지 않은 부회로에 대한 스위칭 동작량을 줄임으로써 logic depth (즉 속도)를 유지하면서 다양한 재구성된 트리를 제공하여 스위칭 동작량을 줄임으로써 전력량을 감축시키는 새로운 게이트분할 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 zero 게이트 지연시간을 갖는 AND 트리에 대하여 스위칭 동작량이 최소화된 2진 분할 트리를 제공한다. SIS (논리합성기)와 Level-Map (lower power LUT-based FPGA technology mapper)과 비교하여 각각 58%와 8%의 전력 감축효과를 보였다.

The advent of deep submicron technologies in the age of portable electronic systems creates a moving target for CAB algorithms, which now need to reduce power as well as delay and area in the existing design methodology. This paper presents a resynthesis algorithm for logic decomposition on mapped circuits. The existing algorithm uses a Huffman encoding, but does not consider glitches and effects on logic depth. The proposed algorithm is to generalize the Huffman encoding algorithm to minimize the switching activity of non-critical subcircuits and to preserve a given logic depth. We show how to obtain a transition-optimum binary tree decomposition for AND tree with zero gate delay. The algorithm is tested using SIS (logic synthesizer) and Level-Map (LUT-based FPGA lower power technology mapper) and shows 58%, 8% reductions on power consumptions, respectively.