门控电源分布布局：低功耗与互连优化的创新策略

门控电源的分布式布局研究与应用是一项针对现代高集成度SoC芯片功耗优化的关键技术。作者程金鹰，来自上海交通大学微电子学院，他通过对当前门控电源开关的深入研究，包括Powergating（普通门控电源）和State Retention Power Gating（状态保持门控电源）的应用，分析了它们在降低动态功耗、减少漏电流和静态功耗方面的作用，以及在电路性能、集成性和电气特性上的挑战。 传统的门控电源策略通过在模块空闲时断开电源，能显著减少静态功耗，但可能影响到电气特性、集成度和性能。程金鹰的研究提出了一种创新的分布式门控电源布局，这种布局采用了局部或均匀分布在功能模块中的门控电源开关，巧妙地分离了持续供电和可关断供电的两个独立网络。这种设计不仅实现了芯片的低功耗目标，还能够缩短上电时间，优化整体互连线路资源，具有很好的灵活性，适应各种封装方式。 通过在一款基于ARM内核的片上系统芯片上进行实际应用，这项研究成功验证了分布式门控电源布局的有效性。它在保证芯片正常运行的同时，显著降低了能耗，这对于高性能和低功耗的集成电路设计至关重要。因此，这项研究对于推动微电子技术的发展，特别是应对深亚微米工艺下功耗增长的挑战具有重要的实践价值和理论贡献。