इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए निम्न-शक्ति डिजिटल सर्किट डिजाइन करना आवश्यक है। यह लेख डिजिटल सर्किट डिजाइन में कम शक्ति हासिल करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रमुख तकनीकों और गणनाओं पर चर्चा करता है।

कम शक्ति डिजाइन के लिए तकनीक

कई तकनीकों को डिजिटल सर्किट में बिजली की खपत को कम करने के लिए नियोजित किया जा सकता है। इनमें घड़ी की धड़कन, बिजली की धड़कन और वोल्टेज स्केलिंग शामिल हैं। क्लॉक गेट निष्क्रिय मॉड्यूल के लिए क्लॉक सिग्नल को निष्क्रिय करता है, गतिशील शक्ति को कम करता है। पावर गैटिंग निष्क्रिय ब्लॉकों को बिजली की आपूर्ति बंद हो जाती है, स्थिर शक्ति को कम करती है। वोल्टेज स्केलिंग आपूर्ति वोल्टेज को कम कर देता है, समग्र बिजली की खपत को कम करता है।

बिजली की खपत के लिए गणना

डिजिटल सर्किट में बिजली की खपत मुख्य रूप से गतिशील और स्थिर घटकों से बना है। डायनेमिक पावर को सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:

Pdynamic]]]] = α C]load] V]]2]] f]]]]

जहां α स्विचिंग गतिविधि कारक है, C load लोड समाई है, V आपूर्ति वोल्टेज है, और f आवृत्ति है। स्थैतिक शक्ति रिसाव धाराओं पर निर्भर करती है और इसकी गणना निम्न प्रकार से की जाती है:

Pstatic]] = I]leakage] V]]]

डिजाइन विचार

जब कम बिजली सर्किट डिजाइन करते हैं, तो प्रदर्शन और बिजली बचत को संतुलित करना महत्वपूर्ण है। आपूर्ति वोल्टेज को कम करने से बिजली कम हो सकती है लेकिन सर्किट की गति को प्रभावित कर सकती है। एकाधिक पावर डोमेन का उपयोग करके चयनात्मक पावर गेटिंग की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, सर्किट आर्किटेक्चर को अनुकूलित करना और कम रिसाव ट्रांजिस्टर चुनने से बिजली दक्षता में योगदान होता है।

  • घड़ी गेट
  • वोल्टेज स्केलिंग
  • शक्ति पिट
  • कम रिसाव ट्रांजिस्टर