基于CMOS低功耗的异步状态机AFSM设计与25%节能效果

本文主要探讨了在2006年由马依迪、侯建军和马媛媛合作完成的一篇关于异步电路低功耗状态机AFSM设计与实现的论文。该研究聚焦于应用CMOS低功耗门控技术来优化ASIC设计中的状态机结构，以实现低功耗目标。 论文的核心思想是将传统的同步状态机（FSM）分解为多个能相互通信的子状态机（sub-FSMs）。通过这种方式，作者提高了子状态机的自循环率，即它们能够在没有外部时钟信号的情况下独立执行循环操作。这样做的好处在于减少了对全局时钟的依赖，从而降低了整个系统在非活动或待机模式下的功耗。在VLSI（Very Large Scale Integration）设计中，这种异步控制策略被成功实施，结果显示可以有效地节省片上系统（SoC）的功率消耗，具体节省比例达到了25%以上，甚至在不显著增加芯片面积的前提下实现了节能。 此外，论文还强调了CMOS低功耗设计（CMOS low-power design）的重要性，特别是时钟门控技术（clock gating），它在实现低功耗状态下能有效地关闭不必要的电路路径，进一步减少能量消耗。关键词包括CMOS低功耗设计、异步状态机、自循环率和时钟门控，这些都反映出文章关注的重点领域和技术细节。 这篇论文不仅提供了理论上的分析，还通过实践案例展示了低功耗AFSM设计在实际应用中的可行性和优势，对于优化集成电路设计、提升能源效率具有重要的参考价值。它在异步电路设计领域为降低功耗、提高能效提供了一种创新的方法。