随着芯片的集成度继续提高,芯片的功耗仍然是最受关心的问题。低功耗设计和芯片的精确电热分析就成了其中的热点。本文在以上两方面提出了自己的新的算法。　　首先:电源屏蔽(PG)技术可以非常有效地降低漏电流,而最近出现的Zigzag电源屏蔽(ZPG)技术更具有开启速度快的显著优点,但是增加的PG开关管带来了很大的面积开销。基于BPTM-65nm模型,本文针对广泛使用的双阈值电压CMOS电路设计,使用一种新的选择性ZPG技术进行优化。从两方面进行优化:1,对电路进行双阂值和宽度优化,因为双阈值电压CMOS电路漏电流主要取决于低阈值电压逻辑和决定态逻辑,仅对低阈值或决定态逻辑进行电源屏蔽,以减少需屏蔽的逻辑门数量,降低PG开关管的面积。2,进一步对下开关管和上开关管的面积进行优化分配,进一步减小面积开销。同时,最小空闲时间(MIT)也得以减小。大量的实验数据表明,面积平均开销从26.8％减小到了8.3％,最小空闲时间平均从3795ps降到了2594ps。　　其次:受限于计算能力,传统的电源/地线网(P/G)网分析和3D热分析是相互独立的,在P/G网分析的时候不考虑温度的变化,在3D热分析的时候不考虑芯片功率的变化。传统的分析方法的准确性己不能满足这种需求。本文在基于SOR算法的P/G网分析和热分析的基础上,考虑它们之间相互的影响,提出一种新的P/G网电热综合分析的方法。该方法考虑了温度对P/G网中吸纳电流的作用,同时还考虑了芯片功率对温度的影响,使得该方法的准确性大幅提升。基于多核CPU+众核GPU异构计算机系统,为了降低电热综合分析的时间复杂度,本文不仅设计了一个具有主辅双进程的电热综合分析(ETA_VT)算法流程,而且还分别采用CPU多线程并行计算、GPU并行计算、CPU+GPU协同并行计算技术对ETA_VT算法进行加速研究。实验数据表明:(1)如果不考虑电压变化对电热分析的影响,就会产生悲观或过于乐观的分析结果;(2)考虑电压变化的电热综合分析不仅可以获得较为精确的分析结果,而且可以同时计算出芯片的功耗/电压/温度分布;(3)采用并行计算技术不仅可以解决电热综合分析中存在的功耗/电压/温度多参量相互影响的问题,而且还可以有效地提高电热综合分析的速度,获得多达44倍的加速效果。