Reduktion und Abschätzung der Leistungsaufnahme in Steuerwerkssystemen:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 9]
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| adam_text | Titel: Reduktion und Abschätzung der Leistungsaufnahme in Steuerwerkssystemen
Autor: Reither, Frank
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung und Motivation 1 2 . Grundlagen und Begriffe 3 2.1 Mathematische Grundlagen und Begriffe zur Schaltalgebra 3 2.2 Grundbegriffe zur Schaitwerkstheorie 4 2.2.1 Schaltwerk 4 2.2.2 Steuerwerkssystem 6 2.3 Leistungsaufnahme digitaler Schaltungen 9 2.3.1 Verlustleistung eines Inverters 9 2.3.2 Verlustleistung in CMOS-Schaltnetzen 13 2.3.3 Verlustleistung in Steuerwerken 15 2.3.4 Leistungsaufnahme in Steuerwerkssystemen 16 3. Entwurf digitaler Systeme mit minimaler Leistungsaufnahme 17 3.1 Systematischer Entwurf digitaler Systeme 17 3.1.1 Technologische und schaltkieistechnische Maßnahmen 19 3.1.2 Auswahl der Schaltnetztechnik 20 3.1.3 Maßnahmen zur Optimierung des Schaltnetzes 22 3.2 Abschaltbare Funktionsblöcke 23 3.3 Spezielle Vorschläge für Prozessoren 27 3.4 Aufgabenstellung 27 4. Reduktion der Leistungsaufnahme durch Auslagern von Teiifiinktionen 30 4.1 Aktivitäten eines Steuerwerks und Aktivitäten im Steuerwerkssystem 33 4.1.1 Abschaltbarkeit und Reduktion der Leistungsaufnahme 37 4.1.2 Abschalten/Anschalten eines Teilsteuerwerks 41 4.2 Suche nach auslagerbaren Teilgraphen 42 4.2.1 Auslagerungsverfahren 44 4.2.2 Kostenkriterien 45 4.2.3 Verdopplung von Zuständen 48 4.2.4 Bestimmung relevanter Aus- und Eingabevariablen 51 4.2.5 Suche nach einem geeigneten Startknoten 56 4.3 Zusammenfassung 57 5. Dekomposition von Steuerwerken 60 5.1 Allgemeine, bidirektionale Dekomposition 60 5.1.1 Einfügen von Wartezuständen 62 5.1.2 Kopplung der Steuerwerke 65 5.1.3 Zeitverhalten der Ausgabe und abschaltbare Teilsteuerwerke 73 5.2 Tabellarisches Dekompositionsverfahren 77 V
6. Analyse der Leistungsaufnahme hierarchisch abhängiger Steuerwerke 83 6.1 Eignung klassischer Analyseverfahren für Steuerwerkssysteme 83 6.2 Modellierung des Steuerwerkssystems 85 6.2.1 Klassifizierung der Ereignisse 85 6.2.2 Struktur des betrachteten Steuerwerks 87 6.2.3 Mathematische Modellierung der Übergänge 88 6.2.4 Modellierung der Registerübergänge 92 6.2.5 Durchführung der Analyse 94 6.3 Bestimmung der globalen Zustandsfolgen 96 6.3.1 Konstruktion der lokalen Zustandsfolgen 96 6.3.2 Konstruktion der globalen Zustandsfolgen 102 6.3.3 Sonderfall bei der Synchronisierung 110 6.4 Globale Gesamtzustandsfolgen 113 6.4.1 Konstruktion der Gesamtzustandsmengenfolgen 113 6.4.2 Bestimmung der globalen Gesamtzustandsmengenfolgen 116 6.4.3 Verfahren zur Verfügung der Freistellen 120 6.4.4 Optimierung der Freistellenverfügung 124 7. Technische Realisierbarkeit 128 7.1 Zusammenspiel der Steuerwerke 128 7.2 Isolieren abgeschalteter Teilsteuerwerke 129 7.3 Beliebige, bipolare Technologie 130 7.4 CMOS-Technologie 133 8. Implementierung, Ergebnisse und Auswertung 136 8.1 Entwurfswerkzeuge 136 8.2 Entwurfsbeispiele und Ergebnisse 138 8.2.1 Charakterisierung der Beispiele 139 8.2.2 Detaillierte Analyse der Leistungsaufnahme eines Beispiels 140 8.2.3 Detaillierte Analyse einer Steuerwerksaufteilung 141 8.2.4 Untersuchung der Beispielsteuerwerke 144 8.3 Beurteilung des Verfahrens 145 9. Zusammenfassung und Ausblick 147 10. Abkürzungen und Formelzeichen 150 11. Literatur 153 VI
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