High Level Power Analysis and Optimization pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Raghunathan, Anand/ Jha, Niraj K./ Dey, Sujit

出品人:

页数:194

译者:

出版时间:1997-11

价格:$ 202.27

装帧:HRD

isbn号码:9780792380733

丛书系列:

图书标签:

电力系统分析
电力系统优化
高水平电力分析
电力系统规划
电力市场
优化算法
电力系统可靠性
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具体描述

High-Level Power Analysis and Optimization presents a comprehensive description of power analysis and optimization techniques at the higher (architecture and behavior) levels of the design hierarchy, which are often the levels that yield the most power savings. This book describes power estimation and optimization techniques for use during high-level (behavioral synthesis), as well as for designs expressed at the register-transfer or architecture level. High-Level Power Analysis and Optimization surveys the state-of-the-art research on the following topics: power estimation/macromodeling techniques for architecture-level designs, high-level power management techniques, and high-level synthesis optimizations for low power. High-Level Power Analysis and Optimization will be very useful reading for students, researchers, designers, design methodology developers, and EDA tool developers who are interested in low-power VLSI design or high-level design methodologies.

深入理解与实践：电子系统能效优化与功耗管理书籍名称：深入理解与实践：电子系统能效优化与功耗管理内容概述：本书旨在为电子系统设计工程师、研究人员以及希望在日益增长的移动设备、物联网（IoT）和高性能计算（HPC）领域实现卓越能效的专业人士，提供一套全面且深入的理论框架与实用的设计方法论。本书聚焦于从系统级到晶体管级的能效优化策略，详细阐述了现代电子系统在不同工作负载下的功耗特性、瓶颈识别以及前沿的低功耗设计技术。第一部分：基础理论与功耗建模本部分奠定了理解电子系统能耗的理论基础。我们将从最基本的物理定律出发，剖析CMOS电路的动态功耗（开关功耗）和静态功耗（亚阈值漏电流）的内在机制。第一章：电子系统功耗的物理学根源详细讨论了电荷在导体中的运动、电容充放电过程中的能量损耗，以及半导体结区的热效应。重点分析了工艺进步（如晶体管尺寸缩小）对漏电流和阈值电压调控带来的影响，为后续的优化提供物理层面的视角。第二章：系统级功耗分解与测量方法系统级功耗并非单一指标，而是多种因素的叠加。本章系统地分解了CPU、GPU、内存子系统、I/O接口等不同模块的功耗贡献。同时，介绍了先进的功耗测量工具和技术，包括片上功耗监测单元（PMU）、电流探针技术以及基于示波器的瞬态功耗分析，确保设计者能够准确量化不同工作模式下的能耗。第三章：动态功耗建模与分析深入探讨了如何建立精确的动态功耗模型。模型涵盖了时钟树、数据路径、逻辑门的开关活动。我们将教授如何利用仿真工具（如Spice、PowerSim）配合活动因子分析（Activity Factor Analysis），预测不同算法和数据流下的瞬态功耗曲线。第四章：静态功耗与漏电管理随着晶体管尺寸的微缩，静态功耗已成为移动和待机模式下的主要能耗来源。本章聚焦于亚阈值漏电、栅极漏电和结隧道漏电。我们详细介绍了阈值电压控制技术（如多阈值CMOS设计——MTCMOS）和睡眠晶体管技术，用以在不牺牲太多性能的前提下，最小化待机功耗。第二部分：架构级与微架构级能效优化本部分转向系统设计层面，探讨如何在架构定义阶段嵌入能效考量，实现性能与功耗的最佳平衡点。第五章：动态电压与频率调整（DVFS）的精细化控制 DVFS是现代处理器中最核心的功耗管理手段。本章超越了基础的频率/电压步进控制，深入研究了先进的闭环和开环预测算法。讨论了如何利用系统负载预测模型、短时功耗预算分配策略，实现更平滑、更快速的电压频率转换，减少因过度保守或反应滞后导致的功耗浪费。第六章：时钟门控与电源门控的层次化应用时钟门控（Clock Gating）和电源门控（Power Gating）是实现局部功耗削减的关键技术。本章详细介绍了如何设计高效的时钟树，实现细粒度的功能模块时钟关闭。同时，阐述了电源门控的设计挑战，包括状态保持（State Retention）、关断延迟（Turn-off Latency）和上电恢复（Wake-up Power Budget）的管理。第七章：内存子系统的能效设计内存（SRAM、DRAM）在许多应用中是主要的功耗热点。本章专注于内存访问优化。内容包括：内存层次结构设计中的缓存替换策略、预取算法对能耗的影响、以及低功耗SRAM单元（如低电压操作模式、自定时唤醒单元）的设计实践。第八章：并行化与异构计算中的能效权衡现代处理器依赖并行性来提升吞吐量，但这可能导致功耗的非线性增长。本章分析了任务分解、数据分区和负载均衡如何影响整体能效。讨论了如何利用特定领域的加速器（如DSP、FPGA、AI引擎）来执行特定任务，实现比通用CPU更高的“每瓦特性能”（Performance per Watt）。第三部分：新兴技术与未来趋势本部分展望了在更先进工艺节点和新型计算范式下，功耗优化的前沿技术。第九章：近阈值计算（Near-Threshold Computing, NTC）的挑战与机遇 NTC通过在远低于标称电压下运行电路，可以极大地降低动态功耗。本章深入探讨了NTC带来的亚阈值翻转、噪声敏感性增强等挑战，并介绍了抗噪电路设计技术和低压启动机制。第十章：存算一体（Processing-in-Memory, PIM）的能效优势 PIM架构通过将计算逻辑嵌入存储单元附近或内部，显著减少了数据在存储器和计算单元之间搬运的巨大功耗。本章分析了电阻式随机存取存储器（RRAM）和相变存储器（PCM）在实现PIM时的能耗模型及优化潜力。第十一章：系统级功耗管理软件栈最终的能效实现依赖于高效的软件管理。本章讨论了操作系统内核如何与硬件PMU交互，包括热管理（Thermal Throttling）策略、功耗限制（Power Capping）机制的实现，以及用户空间应用程序如何通过API请求特定的性能/功耗目标。目标读者：本书适合具有数字逻辑设计或计算机体系结构背景的工程师和学生。特别是芯片设计人员（前端/后端）、嵌入式系统架构师、以及从事电池供电设备和数据中心能效优化的专业人士，将从中获得直接可用的设计工具和优化思路。本书特色：本书理论联系实际，不仅提供详尽的数学模型推导，更辅以大量的工程案例分析和实际测量数据，确保读者能够将所学知识有效地应用于下一代电子产品的开发中。通过对系统不同抽象层次的深入剖析，读者将建立起一个统一的、以能效为核心的设计思维框架。