ハードウェア

要点と定義

パワーゲーティングは、不要な回路ブロックへの電源供給を遮断し、待機時のリーク電流などによる消費電力を抑える技術である。クロックを止めるクロックゲーティング、電源電圧を動作周波数に応じて調整するDVFSとは区別する。

SoC（System on a Chip）は、必要なシステム機能を一つの半導体チップに集積したものである。

XOR回路は、一方の入力が1のとき他方の入力を反転する。したがって、X＝A⊕G、Y＝B⊕Gとすれば、G＝0ではX＝A、Y＝B、G＝1ではX＝Ā、Y＝B̄となる。

エネルギーハーベスティングは、周囲にあるエネルギーを電力に変換して利用する技術である。

適用条件と例

1桁の2進加算では、AとBの桁上がりXはX＝A AND B、和の1桁目YはY＝A XOR Bで求める。

シリアル入力・パラレル出力の8ビットシフトレジスタでは、クロックの立上りで取り込んだ直近8ビットを確認する。対象の波形では、そのビット列は古い順に10001101で、16進数では8Dとなる。

クロック分周では、入力周波数を分周比で割って出力周波数を求め、許容誤差と照合する。例では15 MHzを8逓倍した120 MHzを2¹⁰で分周すると117,187.5 Hzとなり、115 kHzに対する誤差は約1.9%である。

エネルギーハーベスティングの例として、スイッチを押す力を電力に変換して動作する機器がある。

D/A変換器の入力差が128ステップで出力電圧差が2.5 Vなら、1ステップ当たりの変化は2.5/128 Vである。

誤りやすい点

電源供給の遮断、クロック停止、電圧調整は、それぞれパワーゲーティング、クロックゲーティング、DVFSに対応する。

半加算器では、桁上がりにAND、和の1桁目にXORを用いる。和にORを用いると、AとBがともに1の場合に誤る。