本文主要讲解的内容低功耗设计的主要方法，其中包括的内容(1)并行结构、(2)流水结构、(3)编码优化，在寄存器级进行低功耗设计的主要方法：(1)门控时钟、模块级时钟门控方法等，下面我们就重点来分析这些内容
低功耗设计的主要方法有:
(1)并行结构
并行结构是将1条数据通路的工作分解到2条通路上完成。并行结构降低功耗的主要原因是其获得与参考结构相同的计算速度的前提下，其工作频率可以降低为原来的1/2，同时电源电压也可降低。并行电路结构是以牺牲芯片的面积来降低功耗。假定参考结构中的工作频率为. ，电源电压 ，整个数据通路的等效电容是 ，最坏情况下的延迟为 :，则: 。如果采用并行结构，可以使工作频率降为 /2，最坏情况下的延迟可以达到2 ，假定电源电压降低为 /1.8，由于电路的加倍和外部布线的增加，其等效的电容为2 。则:由上式可以看出，并行结构下功耗有明显的降低。
(2)流水结构
电路流水就是采用插人寄存器的办法降低组合路径的长度，达到降低功耗的目的。一个先相加再比较的电路中间插人流水线寄存器的流水结构。加法器和选择器处在2条不同的组合路径上，电路的工作频率没有改变，但每一级的电路减少，使电源电压可以降低。假设电源电压为 /1.8，由于加入了流水线寄存器，等效电容变为原来的1.2 。则:由上式可见，采用流水线结构也可以显著地降低功耗。
电路流水化和并行化可以达到降低功耗的目的，这是因为设计者可以选择电路的工作电压。如果电路工作电压固定，2种方法只能提高电路的工作速度，但功耗将相应地有所增加。
(3)编码优化
一般可采用One-Hot码、格雷码和总线反转码降低片上系统总线的功耗。
One-Hot码在一个二进制数中只允许1个数位不同于其他各数位的值;格雷码在任何2个连续的数字其对应的二进制码只有1位的数值不同。由于在访问相邻的2个地址的内容时，其跳变次数比较少，从而有效地减少了总线功耗。总线反转码是在传输数据时考虑相邻数据之间的关系来决定传输的格式。当发送部件向总线上传输第 个数据时，会将它和 进行比较，根据比较的结果来决定发送 还是 ，从而减少总线的有效翻转数，进而减少系统的功耗。
除了这几种编码外还有一些更为复杂的低功耗编码，如窄总线编码、部分总线反转编码和自适应编码等，这些编码方式的最终目的就是通过改变编码来降低不同数据切换时的平均翻转次数。在采用这些编码时，设计者应该综合考虑它们带来的其他代价，如增加的编码解码电路等。
在寄存器级进行低功耗设计的主要方法：
(1)门控时钟
门控时钟有2种:门控到达逻辑模块的时钟和门控到达每个触发器的时钟。但不管是哪一种，都能起到降低功耗的作用。门控到达逻辑模块的时钟控制方法如下图所示。中心模块提供给模块A和模块B不同的门控时钟，当模块不工作时，可以关闭该模块，从而达到减少功耗的目的。
模块级时钟门控方法
门控到达每个触发器的时钟控制方法如下图所示。当寄存器保持数据时，可以关闭寄存器时钟输入，减少功耗。
门控时钟控制的寄存器
(2)存储分区访问
存储分区访问是将一个大的存储模块分成不同的小的存储模块，通过译码器输出的高位地址来区分不同的存储模块。工作中，只有被访问的存储器才工作，其他几块存储器不工作。
(3)预计算
预计算是提前进行位宽较小的计算工作，如果这些操作得到的信息可以代表实际的运算结果，就可以避免再进行位宽较大的计算工作，降低电路的有效翻转率，从而达到降低功耗的目的。
本文主要讲解的内容低功耗设计的主要方法，其中包括的内容(1)并行结构、(2)流水结构、(3)编码优化，在寄存器级进行低功耗设计的主要方法：(1)门控时钟、模块级时钟门控方法等，希望能为各位读者带来比较大的参考价值。
