基于CICQ交换结构的低功耗研究与设计

来源：计算机测量与控制杂志2026年第1期北京时间：

作者：李伟康,张卜方,李斌

单位：中国电子科技集团公司第54研究所

摘要：针对高性能交换芯片在先进工艺下面临的功耗问题，基于CICQ交换结构开展低功耗技术研究；分析CMOS集成电路中动态功耗与静态功耗的来源，明确优化方向；采用改进的输出总线缓存设计与流控反馈机制，解决多端口数据突发场景下的队头阻塞问题；通过实施门控时钟、门控电源与多电压域技术，建立覆盖端口组、存储单元及SerDes接口的精细化功耗管理方案，并基于UPF标准构建从逻辑综合到物理实现的完整低功耗设计流程；实验结果表明，在12端口×4工作模式及12.5 Gbps单通道速率条件下，该方案使芯片总功耗由9.345 W降至5.520 W，降幅达40.9%，其中内部功耗降低48.2%，开关功耗降低46.5%，静态功耗降低33.4%。该方法能够满足高性能交换芯片的功耗控制需求，为同类型通信芯片的低功耗设计提供有效解决方案。

关键词：低功耗;CICQ;门控时钟;门控电源;UPF