低功耗设计一之Bus-invert

　　构造简单模型，电路节点分为内部电路的小电容节点以及IO口的大电容节点，且假设除利用降低IO口转换次数外，其余的方式已将功耗优化到最低。基于这些假设，总功耗可以看作是内部电路功耗和IO口功耗之和。

　　基本想法为通过减少大电容处转换次数以降低功耗，但同时会带来小电容处（内部电路）转换次数的增加。

　　

主要实现步骤：

（1）计算当前 data value 与下一个 data value 之间的 Hamming distance（即两个数据之间不同的位的数量，包括invert line，即加上 invert 的值）；

（2）如果 Hamming distance 大于n / 2，则invert值等于1，使下一个 bus value 等于下一个 data value 取反；

（3）否则 invert 值等于0，下一个 bus value 等于 data value；

（4）接收端bus的内容必须根据invert的值进行翻转，除非数据不被编码储存（如在 RAM ）。

　　对于一个八位的数据输出采用了两种方式进行优化，优化前功耗如下图：





　　第一种优化方式为使bus长度为8进行优化，此时 invert 只有一位，优化后功耗如下图 ：





　　IO消耗为原来的78.34%

　　总值为原来的80.77%

　　第二种优化方式为使bus长度为2，将数据分为四个部分，此时invert有四位，优化后功耗如下图：





　　IO消耗为原来的72.74%

　　总值为原来的75.00%， 功耗降低更为明显，但以牺牲更多性能为代价。

参考：《Bus-InvertCoding for Low-Power I/O》