Wat is Power gating?

Energiebesparende methode waarbij de voeding naar ongebruikte schakelingsblokken met een schakelaar wordt afgesneden, zodat ook het lekvermogen vrijwel verdwijnt. Er moet rekening worden gehouden met de tijd voor opslaan en herstellen van de toestand.

Japanse benaming: パワーゲーティング

“Power gating” komt voor in 8 oefenvragen uit 3 onderwerpen, bijv. Energiebeheer (softwaregestuurd), MOSFET, LSI-ontwerpflow en EDA.

Vakgebied: Energiebeheer (softwaregestuurd)

Nu oefenen: vragen over Power gating

Welke uitspraak over power gating is juist?

  1. AAlleen de toevoer van de klok naar een schakelingsblok stopzetten
  2. BDe voedingstoevoer naar ongebruikte schakelingsblokken met een schakelaar afsluiten, zodat ook het lekvermogen vrijwel verdwijnt
  3. CDe voedingsspanning verdubbelen om de verwerking te versnellen
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. De voedingstoevoer naar ongebruikte schakelingsblokken met een schakelaar afsluiten, zodat ook het lekvermogen vrijwel verdwijnt

Bij clock gating stopt het schakelen, zodat het dynamische vermogen afneemt, maar zolang de voeding verbonden is, blijft er lekstroom vloeien. Bij power gating wordt een grote transistorschakelaar tussen blok en voeding uitgeschakeld en de voeding zelf afgesneden, zodat ook het lekvermogen vrijwel verdwijnt. In smartphone-SoC’s worden de voedingen van ongebruikte CPU-cores, GPU’s en diverse accelerators regelmatig uitgeschakeld.

Welke combinatie van aandachtspunt en tegenmaatregel is juist voor een blok waarvan de voeding met power gating is afgesloten?

  1. AOok na uitschakelen blijft de inhoud altijd behouden, dus er hoeft niets te gebeuren
  2. BDe inhoud van de flip-flops gaat verloren, dus noodzakelijke toestand wordt vóór het uitschakelen opgeslagen in retentieregisters of extern geheugen
  3. CBij uitschakelen wordt de spanning van de andere blokken verdubbeld
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. De inhoud van de flip-flops gaat verloren, dus noodzakelijke toestand wordt vóór het uitschakelen opgeslagen in retentieregisters of extern geheugen

Flip-flops en SRAM van een uitgeschakeld blok verliezen hun inhoud, dus om bij het herstellen verder te kunnen gaan, moet de toestand voor het uitschakelen worden opgeslagen. Dit kan met retentieregisters, die een klein, altijd gevoed geheugen hebben, of door de toestand met software naar geheugen te schrijven. Opslaan, herstellen en het opstarten van de voeding kosten tijd en energie, dus bij korte pauzes is uitschakelen soms niet gunstig.

“Power gating” in de toelichting

Vragen met “Power gating” (8)

  1. Welke uitspraak over power gating is juist?
  2. Welke combinatie van aandachtspunt en tegenmaatregel is juist voor een blok waarvan de voeding met power gating is afgesloten?
  3. Welke vergelijking tussen clock gating en power gating is juist?
  4. Wat is de juiste reden dat bij power gating de voedingsschakelaars van een blok vaak niet allemaal tegelijk, maar geleidelijk na elkaar worden ingeschakeld?
  5. Wat is de juiste rol van isolatiecellen die op de grens tussen een met power gating uitgeschakeld blok en een werkend blok worden geplaatst?
  6. Welke combinatie van hoofdcomponenten van de lekstroom die in de uit-toestand van een MOSFET loopt is juist?
  7. Welke laagvermogenontwerpmethode vermindert onnodig vermogensverbruik door de klok naar ongebruikte schakelingsblokken stil te zetten?
  8. Welke uitspraak over het statisch vermogensverbruik (lekvermogen) van CMOS-schakelingen is juist?

Vergelijkingen met deze term

Halfgeleider-rekentools

Verwante termen

Clock gating Numerieke apertuur (NA) SoC (system on chip) GPU Doorschietstroom (shoot-through-stroom) GIDL (gate-induced drain leakage) Logische synthese CMOS Drempelspanning (threshold voltage) Statisch vermogen

Naar de woordenlijst