01
低功耗设计概论
为什么需要低功耗？功耗的组成（动态、静态、短路），挑战与趋势
基础概念
02
CMOS功耗基础
反相器功耗，开关活动性因子，负载电容，电压与频率关系
器件物理
03
状态机基础回顾
Moore机与Mealy机，状态编码（二进制/格雷/独热），状态图
FSM编码
04
低功耗状态机设计原则
减少翻转，优化编码，时钟门控，状态机拆分
原则门控
05
时钟门控技术详解
组合/锁存门控，集成门控单元，使能信号生成
时钟低功耗
06
状态编码优化
低功耗编码策略，汉明距离，状态分配算法
编码优化
07
状态机拆分与并行
单FSM拆分为多FSM，并行状态机，空闲状态插入
架构并行
08
数据路径门控
操作数隔离，基于使能的数据路径，条件运算
数据门控
09
预计算技术
输出预计算，状态预计算，预计算逻辑功耗收益
预计算低功耗
10
异步状态机设计
异步FSM基础，握手协议，低功耗优势
异步握手
11
多电压域状态机
多电压设计，电平转换器，电压岛划分
电压岛
12
动态电压频率调整
DVFS原理，频率调节，自适应电压调节
DVFS动态
13
亚阈值与近阈值设计
亚阈值特性，近阈值状态机，极端低功耗场景
亚阈值极低功耗
14
状态机综合与优化
EDA低功耗综合，状态机重编码，冗余消除
综合EDA
15
低功耗状态机验证
功耗仿真，形式化验证，功耗感知测试
验证仿真
16
RTL级低功耗设计
RTL编码风格影响，低功耗FSM模板，综合指导
RTL编码
17
门级低功耗优化
门级网表优化，引脚重排序，单元尺寸调整
门级优化
18
功耗估算与分析
平均/峰值功耗，分析工具，热点识别
估算分析
19
电池供电设备中的状态机
IoT状态机，唤醒机制，深度睡眠模式
IoT电池
20
无线通信中的低功耗状态机
蓝牙低功耗，ZigBee状态管理，协议栈状态机
无线协议
21
处理器中的低功耗状态机
电源门控，时钟域交叉，动态电源管理
处理器电源门控
22
传感器接口状态机
传感器读取序列，数据采集，低功耗采样
传感器接口
23
安全与低功耗的权衡
加密状态机功耗，侧信道攻击，低功耗安全设计
安全权衡
24
可测试性设计与低功耗
扫描链功耗，BIST状态机，测试模式功耗管理
测试DFT
25
低功耗状态机设计流程
从规格到实现，检查清单，功耗预算分配
流程预算
26
案例研究：智能卡状态机
ISO 7816协议，低功耗实现，实际功耗数据
智能卡案例
27
案例研究：NFC标签状态机
NFC协议，能量采集，超低功耗设计
NFC能量采集
28
案例研究：可穿戴设备状态机
运动检测，心率监测，多传感器融合
可穿戴融合
29
未来趋势
新兴器件，AI驱动优化，自适应状态机
趋势AI
30
课程总结与项目实践
综合项目要求，设计评审，功耗优化报告
项目总结