報告組員

961406 郭善群 961460 周嘉宇

報告主題

Using Multi-Bit Flip-Flops for Clock Power Saving

IntroductionIntroduction

ConstraintsConstraints

Placement density constraint

Timing slack constraint

Density ConstraintDensity ConstraintMaximum placement density : 9Flip-flop area : 1

Slack ConstraintSlack Constraint

maximum distance ： |(500 - 100)| + |(500 - 500)| + 200 = 600

600 - (|(500 - 100)| + |(600 - 500)|) = 100

MergeMerge

一、直接合併式演算法一、直接合併式演算法1. 計算所有 pin 和其所連接的 flip-flop 的 Maximum Distance

2. 利用 Maximum Distance 圍出所有 pin 之合法範圍的正方形

3. 找出所有 flip-flop 的排列組合 (Permutations) ，並去除不合法的組合

4. while (Permutations > 0)

5. 找出所有比對中的 flip-flop 的所屬正方形是否全部有交集有交集則表示該區域可放置合併後的 flip-flop

6. 進行交集例外處理 ( 滿足 timing slack constraint)

7. 檢查是否滿足 placement density constraint

8. 符合兩限制即合併

9. 計算 power reduction

步驟一步驟一計算所有 pin 和其所連接的 flip-flop 的

Maximum Distance 。

maximum distance = 600

步驟二步驟二利用 Maximum Distance 圍出所有 pin

之合法範圍的正方形。

步驟三步驟三找出所有 flip-flop 的排列組合，並去除

不合法的組合。

Example ：

可用 flip-flop 數為 1-bit 、 2-bit 、 4-bit

有四個 1-bit flip-flop ：F1 、 F2 、 F3 、 F4

組合表組合表Flip-flop

排列組合

F1 F2

F1 F3

F1 F4

F2 F3

F2 F4

F3 F4

F1 F2 F3

F1 F2 F4

F1 F3 F4

F2 F3 F4

F1 F2 F3 F4

步驟四步驟四while (Permutations > 0)

不斷執行步驟五到步驟八，直到所有可行 的 Permutations 皆被執行過。

步驟五步驟五找出所有比對中的 flip-flop 的所屬正方

形是否全部有交集，有交集則表示該區域可放置合併後的 flip-flop 。

步驟六步驟六處理交集的例外狀況。

步驟七步驟七檢查是否滿足 placement density 條件。

符合兩限制即合併。

計算 power reduction 。

步驟八步驟八

步驟九步驟九

二、隨機選取式合併演算法二、隨機選取式合併演算法1. 設定 count 值

2. while(count > 0)

3. 隨機選出一 bin ，並選出該 bin 裡一座標

4. 隨機取出數個在 step 3 所選出的 bin 附近的 flip-flops 做假 設合併

5. 檢查是否符合兩限制條件

6. 符合兩限制即合併

7. 計算 power reduction

步驟一步驟一設定 count 值

while(count > 0)持續執行步驟三到六直到 count 為 0

步驟二步驟二

步驟三步驟三隨機選出一 bin ，並選出該 bin 裡一座標此座標為合併時欲放置的位置。

(3, 0) (3, 1) (3, 2) (3, 3)

(2, 0) (2, 1) (2, 2) (2, 3)

(1, 0) (1, 1) (1, 2) (1, 3)

(0, 0) (0, 1) (0, 2) (0, 3)

Flip-flop bit 數

1-bit 2-bit 4-bit

排列組合

2 0 0

4 0 0

0 2 0

2 1 0

步驟四步驟四隨機取出數個在步驟三所選出的 bin 附

近的 flip-flops 做假設合併。

步驟五步驟五檢查是否符合兩限制條件。

符合兩限制即合併。

計算 power reduction 。

步驟六步驟六

步驟七步驟七

圖形化介面圖形化介面合併前的介面圖。

圖形化介面圖形化介面合併後的介面圖。

實驗結果實驗結果