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041020421夏进 VLSI设计基础文献综述报告 文献“1”：An Implementation of Integrable Low Power Techniques for Modern Cell-Based VLSI Designs 最近，许多科学研究都提出了低功耗VLSI电路设计技术。在这个纳米级CMOS的时代，电路规模越来越大，体积却越来越小，低功耗的研究也便成了必然。然而，这些技术或多或少地涉及到了自定义布局设计或新型EDA流程设计，这使得这些技术难以实现并推广。 在这篇文献中，涉及了电压分离、体偏置技术、布局布线（PR）中的电源开关工具等，这些技术使得从集成的低功耗技术，到基于标准单元的物理设计流程的可能性成为现实。同时提出的低功耗设计技术，可配合现代电源管理系统，使执行开销小目标电路的功耗降低。 为了满足先进的超大规模集成电路设计的功率要求，一些利用APR EDA工具的简单而有效的物理设计流程已提交。通过整合到物理设计流程的低功耗技术，一个设计电路与低功率技术特征已然实现。因此，这篇文献提供了一个基本的设计流程，通过基于单元的设计方法，实现低功耗技术。虽然一些简单的低功耗技术已经实现，但几个增强功能，如分区岛屿，大小的电源开关和物理设计的考虑，仍然需要在EDA工具上加以改进。此外，建立一个具有强大能力的全行业通用的设计流程是必不可少的。这些措施包括功能分区、综合、时序分析、功率分析、测试、模拟和物理设计。 文献“2”：A HIGH PERFORMANCE, LOW POWER VLSI DESIGN OF DISCRETE WAVELET—TRANSFORM FOR LOSSLESS COMPRESSION IN JPEG 2000 STANDARD 问题提出：DWT在实际系统中的实施有一定的问题。首先，小波变换的复杂性高出离散余弦变换（DCT）的几倍。其次，DWT需要额外的存储器，用于存储中间计算结果。此外，为了进行实时图像压缩，小波变换必须能高速处理海量数据。DWT的图像压缩软件确实提供了操作的灵活性，但它在某些应用可能不符合某些时序约束。在软件方面，小波变换操作一般都是串行执行。不过，DWT的硬件实现也有问题。第一个障碍是乘法器的硬件实现成本高。第二，DWT的硬件实现的成本是随小波分解的数量水平线性增加的。 解决方法：在该文献中，作者提出了一个高效的VLSI实现离散小波变换的JPEG2000图像压缩标准的方法。设计目标是减少面积和小波变换中可用于消费电子设备中的图像和视频压缩的速度优化的芯片组。这是一种可以应用于其他双正交小波滤波器的方法。除了优化变换的速度、减少硬件实现的面积之外，所提出的架构也降低了小波变换的显着的功率消耗。 文献“3”：Ultra-Low Power VLSI Circuit Design Demystified and Explained: A Tutorial 电压调节是一个减少电力和能源消耗的非常有效的方式，因此，超低功耗（ULP）的设计可转化为超低电压（ULV）设计。出于这个原因，能源自治节点的在MOS的阈值电压以下工作。 在低功耗方面，ULV操作提供了巨大的可能，也给出了非常严峻的挑战，需要解决ULP技术进入大规模生产。VLSI数字电路，这是每个ULP系统的一个关键组成部分。除了被用于处理明显的目的，还应用于数字VLSI电路模拟和射频领域。同时，增强的数字处理能力允许无线发送的数据量减少。由于RF通信成本高昂，ULP系统极大地受益于移动节点内计算技术和利用缩放技术带来的优势。 该文献概述了先进的超低功耗VLSI设计的一个统一的框架。除了探索各级抽象的设计平衡以外，它表明，ULP的设计与传统的低功耗设计有很大的不同：事实上，许多阈值系统的模式和假设不适用亚阈值。一些很常见的误解都已经清楚地在本文献中予以识别和揭穿。 文献“4”：Low-Power VLSI Design for Motion Estimation—Using Adaptive Pixel Truncation 功耗对便携式视频设备来说是非常关键的，如便携式可视电话和数码摄像机。 在视频编码器的运动估计（ME）需要巨大的的计算量，是消耗功率的最大部分。在本文献中，作者提出了一种通过计算过程中的运动矢量来自适应改变像素的分辨率的方法从而降低ME的功耗。像素分辨率通过屏蔽或截断有效位的像素数据来改变（像素数据是比特率控制机制）。实验结果表明，在不显著影响图像质量的情况下，平均超过4位被截断，将导致超过60％的功耗降低。 实时视频压缩中是用于减少带宽以传输或存储的视频数据所必需的，然而，它消耗了大量的电能。在所有的视频压缩方案中，差分脉冲编码调制/离散编码的变换（DPCM/ DCT）压缩是最流行的，因为它能够