寄存器传输级（寄存器传输级描述微操作流程怎么写）

芯片的组成？

芯片在电子学中是一种将电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化或微型化的方式，时常制造在半导体晶圆表面上。从结构上看，芯片由大规模集成电路、阻容元件、保护电路、稳压电路、封装材料等组成。

芯片电路有几层

芯片虽然个头很小。但是内部结构非常复杂，尤其是其最核心的微型单元——成千上万个晶体管。我们就来为大家详解一下半导体芯片集成电路的内部结构。一般的，我们用从大到小的结构层级来认识集成电路，这样会更好理解。

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系统级

我们还是以手机为例，整个手机是一个复杂的电路系统，它可以玩游戏、可以打电话、可以听音乐... ...

它的内部结构是由多个半导体芯片以及电阻、电感、电容相互连接组成的，称为系统级。(当然，随着技术的发展，将一整个系统做在一个芯片上的技术也已经出现多年——SoC技术)

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模块级

在整个系统中分为很多功能模块各司其职。有的管理电源，有的负责通信，有的负责显示，有的负责发声，有的负责统领全局的计算，等等 —— 我们称为模块级，这里面每一个模块都是一个宏大的领域。

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寄存器传输级(RTL)

那么每个模块都是由什么组成的呢？以占整个系统较大比例的数字电路模块(它专门负责进行逻辑运算，处理的电信号都是离散的0和1)为例。它是由寄存器和组合逻辑电路组成的。

寄存器是一个能够暂时存储逻辑值的电路结构，它需要一个时钟信号来控制逻辑值存储的时间长短。

实际应用中，我们需要时钟来衡量时间长短，电路中也需要时钟信号来统筹安排。时钟信号是一个周期稳定的矩形波。现实中秒钟动一下是我们的一个基本时间尺度，电路中矩形波震荡一个周期是它们世界的一个时间尺度。电路元件们根据这个时间尺度相应地做出动作，履行义务。

什么是组合逻辑呢，就是由很多“与(AND)、或(OR)、非(NOT)”逻辑门构成的组合。比如两个串联的灯泡，各带一个开关，只有两个开关都打开，灯才会亮，这叫做与逻辑。

一个复杂的功能模块正是由这许许多多的寄存器和组合逻辑组成的。把这一层级叫做寄存器传输级。

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门级

寄存器传输级中的寄存器其实也是由与或非逻辑构成的，把它再细分为与、或、非逻辑，便到达了门级(它们就像一扇扇门一样，阻挡/允许电信号的进出，因而得名)。

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晶体管级

无论是数字电路还是模拟电路，到最底层都是晶体管级了。所有的逻辑门(与、或、非、与非、或非、异或、同或等等)都是由一个个晶体管构成的。因此集成电路从宏观到微观，达到最底层，满眼望去其实全是晶体管以及连接它们的导线。

双极性晶体管(BJT)在早期的时候用的比较多，俗称三极管。它连上电阻、电源、电容，本身就具有放大信号的作用。

芯片的低功耗设计方法有哪些？

1、工艺级低功耗技术

在当前工艺水平，SoC（系统级芯片）功耗主要由跳变功耗引起，而从公式（2）得知，通过降低电源供电电压，可以减少跳变功耗，这也是为什么集成电路由原来的5V供电电压降为3.3V，又降为后来的1.8V以及1.3V甚至更低。

2、门级低功耗技术

SoC（系统级芯片）在深亚微米时代，主要通过低电压实现低功耗技术，互补CMOS在许多方面都占有很大的优势，并且各EDA厂商也提供很完善的支持，因此在多数情况下，都选择互补CMOS。

传输门在很有限的范围内有其优越性，如全加电路（Full Adder）在高电源电压时功耗低于互补CMOS，在用CPL实现乘法器时，也有很大优点。

3、寄存器传输级（RTL）低功耗技术

RTL低功耗技术主要从降低不希望的跳变（glitch--Spurious switch， hazards）入手，这种跳变虽然对电路的逻辑功能没有负面的影响，但会导致跳变因子A的增加，从而导致功耗的增加。

4、系统级LP技术

系统级低功耗技术主要有门控技术，异步电路等。门控时钟技术可以说是当前最有效的低功耗技术。如果没有门控时钟技术，相同的值在每个时钟周期上升沿到来时都会被重复加载进后面的寄存器中，这就使后面的寄存器、时钟网络和多选器产生不必要的功耗。

扩展资料

当前芯片设计业正面临着一系列的挑战，系统芯片SoC已经成为IC设计业界的焦点， SoC性能越来越强，规模越来越大。SoC芯片的规模一般远大于普通的ASIC，同时由于深亚微米工艺带来的设计困难等，使得SoC设计的复杂度大大提高。

在SoC设计中，仿真与验证是SoC设计流程中最复杂、最耗时的环节，约占整个芯片开发周期的50%～80% ，采用先进的设计与仿真验证方法成为SoC设计成功的关键。

不断重整价值链，在关注面积、延迟、功耗的基础上，向成品率、可靠性、电磁干扰（EMI） 噪声、成本、易用性等转移，使系统级集成能力快速发展。

使用SoC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用SoC技术设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。

verilog的行为级描述和RTL级描述有什么区别

1、意思不一

行为级描述：行为级的描述更多的是采取直接赋值的形式。

RTL级描述：指的是用寄存器这一级别的描述方式来描述电路的数据流方式。

2、级数不一

行为级描述：行为级是RTL的上一层。

RTL级描述：RTL级是行为级的下一层。

3、注重不一

行为级描述：只注重实现的算法。

RTL级描述：不可能只是用单独哪一种描述方式。

4、目标不一

行为级描述：行为级描述的目标就是实现特定的功能而没有可综合的限制。

RTL级描述：RTL级描述的目标就是可综合。

5、理程不一

行为级描述：只能看出结果，看不出数据流的实际处理过程，比RTL更抽象。

RTL级描述：描述会更详细，并且从寄存器的角度，可以看出实际处理过程。