集成電路系統的節能優化控制仿真研究

李浩 彭森

摘 要：本文首先分析了集成電路系統的節能優化控制原理，并對節能優化控制方法進行全面闡述，最后分析了實驗結果，集成電路系統的節能優化控制具有重要作用，不但能夠確保集成電路的安全性，還能提高設備的使用期限，避免給電子設備帶來較大的損害，希望相關人員能夠加強對節能優化控制的重視，從而提高節能控制效果。

關鍵詞：集成電路；節能優化控制；仿真研究

工作人員在對集成電路節能控制進行研究時，傳統的研究方法是先對集成電路系統特征進行全面分析，對動態閾值進行合理預測，但缺少對電壓的重視，使得控制數據與實際情況有著較大偏差，本文以粒子群算法對集成電路系統進行全面研究，有效彌補了傳統方法存在的缺陷，大大提高了試驗結果的準確性。

1 集成電路系統節能優化控制原理分析

近幾年，信息技術得到了快速發展，為電力系統發展提供了有利條件，使得集成電路產業取得了顯著成就，給電子設備運行帶來一定程度上的影響，由于集成電路中對于能量的消耗較大，會影響電子芯片正常運行，不能充分發揮出電子芯片的價值。目前節能問題已經成為集成電路應用中主要問題，傳統的節能控制方法對于工作人員有著較高要求，不僅有著龐大的計算任務，而且精度相對較低，節能效果不是很明顯，在此背景下，如何運用合理的方法進行節能優化控制成為業內人士關注的焦點。在對集成電路系統進行節能電壓控制過程中，工作人員要先對系統中的拓撲結構進行合理分析，這樣不但能夠為電壓控制做出充分的準備，還能提高數據結果的準確性，一般情況下，工作人員對電路中每個單元正、負向電壓進行有效調節，從而達到節能的目的。具體過程為：用E來代表電子設備控制單元中的等效電路，用Z來代表控制單元、等效阻抗，j代表相位變化參量，當集成電路電壓方向發生變化時，會使得E值發生相應的變化，并且變化量越大，系統向負向電壓變化值也就越明顯。通過電壓對集成電路系統進行有效分析，一方面能夠對每個單元中的電壓進行有效調節，確保系統能夠達到節能的目的，另一方面能夠根據集成電路實際情況對電壓進行合理劃分，這樣不但能夠減少對能源的損耗，還能實現節能優化控制。

2 集成電路系統的節能優化控制方法

集成電路電壓調節性能的模糊化建模

首先，工作人員提前做好準備工作，對線路阻抗性質有著充分了解，建立相應的關系模型，并且運用參數化狀態轉移矩陣對電壓進行有效修改，從而建立電壓控制模型，這樣不但能夠使工作人員實時了解集成電路系統實際情況，還能避免受到其他因素的影響，提高實驗結果的準確性。具體過程表現為：假設集成電路系統除了反饋線外有眾多母線，工作人員運用分布式方法對這一過程進行有效計算，當迭代次數不斷增加時，矩陣會發生相應的變化。以通信結構圖為基礎，會形成有功敏感度矩陣，當系統中的節點發生過電壓時，會使得集成電路受到一定程度上的影響。要想使系統達到節能效果，需要工作人員對集成電路系統中的電壓進行有效調節，正常情況下對電壓進行上下調節，如果調節的成本相對較大，所獲得的調節收益相對較少，這就需要工作人員根據實際情況進行有效調節，在確保操作規范的前提下，減少對能源的浪費，從而獲得預期的效果。

3 以粒子群算法為基礎對電路電壓的優化控制

為了確保試驗操作的合理性，工作人員運用粒子群算法進行有效控制，粒子群算法具有顯著優勢，不但能夠對相關數據進行有效搜集、整理，還能對其進行尋優處理，找到最合適的數據，從而達到預期的目的。在運用粒子群算法對系統進行處理時，工作人員要先選擇最優位置，并把粒子按照最優位置進行有效排列。工作人員根據實際情況選擇合適的混合編碼形式，把節能電壓控制動作量作為粒子分量，這樣不但能夠滿足相關要求，還能對功率進行有效約束，集成電路可以分為有功和無功，當系統無法滿足相關要求時，需要進行無功補償，這就需要工作人員在電容量中注入一定的容量[2]。當迭代次數逐漸增加時，集成電路有功功率也會發生相應的變化，一旦遇到特殊情況，工作人員可以對變壓器勵磁回路進行忽略，這樣不但能夠對變壓器進行有效調節，還能確保數據的精準度。要想增加有功負荷，需要就地補償，工作人員可以對電容器數值進行有效計算，最大限度內消除振蕩，從而減少故障的產生。

4 實驗結果分析

通過粒子群算法對其進行研究，可知此種方法具有良好的節能優化控制效果，工作人員主要利用電壓對系統進行節能控制，通過HSpice軟件仿真期間，設定相應的頻率及電壓，由于系統不同，使得數據信號有所差異，在高電平持續時間下，工作人員運用對比的方法對其進行分析，得到下面幾組數據：

通過此表可知，持續時間越長，最小平方法功率值越大，出現這一現象的主要原因有：當工作人員運用模糊控制理論對其進行研究時，主要借助有功功率進行操作，建立相應的控制模型，工作人員通過模型不僅能夠隨時了解集成電路系統實際情況，還能對系統進行有效分析，及時發現系統存在的問題，進而找到相應的解決措施。除了以模糊控制理論為基礎外，工作人員根據實際情況對粒子群算法進行有效改進，并通過記憶能力對相關數據進行有效搜索，在較短時間內對節能控制進行優化解，從而實現節能控制的目的。在集成電路系統相同電壓條件下，電路功率會不斷增加，而運用所提方法進行控制，不但能夠對電壓進行有效補償，還能對其進行綜合處理。此外，工作人員還用組合式補償控制法進行實驗操作，與最小平方法相比，組合式補償法對于功率的消耗較低，靜態功耗變化較為穩定，能夠達到節能的目的。

5 結語

對集成電路系統進行節能優化控制研究具有重要作用，這就需要工作人員改變傳統的節能控制方法，運用粒子群算法進行研究，不但能夠獲得良好的節能控制效果，還能減少對集成電路系統的損耗。因此，工作人員要加強對粒子群算法的重視，不斷提高自身專業水平，掌握前沿方面知識，使其具有較高的專業技能，這樣才能做好集成電路系統節能優化控制工作，找到合適的節能方法，避免損耗較大能量，進而促進我國可持續發展。

參考文獻

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作者簡介

李浩，邵陽學院國際學院電子科學與技術專業學生