Power gating은 사용하지 않는 logic block의 전원을 차단하여 leakage power를 제거하는 기법입니다. Power switch(header/footer)를 통해 전원을 제어하며, UPF로 power intent를 기술합니다.
자세한 원문 참고: https://anysilicon.com/power-gating/
Header Switch vs Footer Switch?
Header switch는 VDD와 block 사이에 PMOS switch를 삽입합니다. Block의 virtual VDD(VVDD)를 제어합니다. Footer switch는 block과 VSS 사이에 NMOS switch를 삽입합니다. NMOS가 PMOS보다 drive strength가 크므로, footer switch가 면적 면에서 유리하지만, ground bounce 문제가 있을 수 있습니다.
아래 그림은 Header switch 기법입니다.
Rush Current 제어는?
Power switch를 한꺼번에 켜면, 방전된 내부 capacitance에 대량의 전류가 유입됩니다(rush current). 이로 인해 전원 network에 voltage drop이 발생하고, 다른 active block에 영향을 줍니다.
Daisy-chain 구성으로 switch를 순차적으로 켜면 rush current를 분산시킬 수 있습니다. Switch cell들의 enable을 직렬로 연결하여, 하나의 switch가 켜진 후 다음 switch가 켜지도록 합니다.
정리
Power gating은 leakage 제거를 위해 전원을 차단하는 기법입니다. Power switch의 type(header/footer), daisy-chain 구성, cell 간격이 설계의 핵심이며, rush current 제어가 중요합니다.