DMAC(Direct Memory Access Controller)是数字电路系统中的一个重要模块。它的主要功能是在不需要处理器参与的情况下实现储存器和外设之间的数据搬移。这使得其它设备减少了对处理器和总线的过度占用,提升了系统效率。随着超大规模集成电路的发展,基于IP(Intellectual Property)的设计方法极大的提高了集成电路的设计效率,缩短了项目周期,已经成为芯片设计开发的主流方法。DMAC作为输入输出系统中的重要组成部分,通常会以IP的形式被集成到各种SoC(System-on-Chip,SoC)系统中。当前对于DMAC IP的研究主要集中在高性能、易复用这两个方面。但是随着移动设备的飞速发展,功耗问题日益突显,低功耗也已经成为一款成熟的DMAC IP的重要考量标准之一。本文研究的核心内容是基于一款通用的DMAC IP,结合动态频率调节(Dynamic Frequency Scaling)技术和门控时钟(Clock Gating)技术制定了一种环境敏感型的时钟自动调控(Context Sensitive Automatically Clock Regulate,CSACR)的功耗优化方案来对其进行耗优分析及优化,以达到降低功耗的目的。首先对CMOS集成电路的功耗分析及优化进行研究,主要分析研究了CMOS集成电路的功耗来源以及不同抽象层次上功耗的优化方法;然后对DMA控制器的原理及电路结构进行分析,主要介绍了DMA传输的原理以及发展,对所要优化的DMAC IP的硬件电路结构进行了深入的研究介绍;接着,针对所要优化的DMAC IP,提出了功耗优化方案,并且根据功耗优化方案完成了低功耗设计;最后,对DMAC IP进行功耗仿真和实际芯片功耗测试,并且对结果进行分析,验证优化效果,最终确认该DMAC IP在空闲状态下可节省功耗达88%以上。CSACR功耗优化方案作为本文的创新点,其主要原理是通过监测电路内部的关键信号来判断电路所处的工作状态,再根据电路所处的工作状态来对电路时钟进行调节以达到节省功耗的目的。其优点主要在于可以根据电路的工作状态动态的进行时钟调节,功耗优化效果明显且对电路性能影响较小。本论文的研究成果已经在英特尔某款基带芯片上得到了成功的应用,使得该芯片上DMAC模块的功耗有明显的降低。