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在傳統設計中，所有計算機運算（算法邏輯和存儲進程） 都參考時鐘同步執行，時鐘增加了設計中的時序電路數量。在這個電池供電設備大行其道的移動時代，為了節省每一毫瓦（mW） 的功耗，廠商間展開了殘酷的競爭，因此將電路分成多個電源域并根據要求關閉它們，并且在設計每個時序電路的同時節省功耗，這兩點至關重要。時序電路（如計數器和寄存器） 在現代設計中無處不在。本文以約翰遜計數器為例介紹了如何采用有效門控時鐘來設計高能效的時序電路。
約翰遜計數器系統，可同步提供多種特殊類型的數據序列，這對于大多數重要應用（如D/A 轉換器、FSM 和時鐘分頻器） 來說至關重要。為支持不同頻率（從MHZ 到GHz） 的模塊，越來越多的IP 集成到片上系統，因此，設計中在不同層級實施了許多可支持多個分頻因子的時鐘分頻器。本文中，我們介紹了一款節能設計，即用帶有門控時鐘的多級可編程約翰遜計數器系統來取代多個時鐘分頻器，該計數器可提供8 至任何偶數值（在本文中為38） 的時鐘分頻因子。下面，我們將探討實施細節和該技術的優劣。
典型時序電路
圖1給出的是一款傳統4 位上升沿約翰遜計數器。約翰遜計數器只不過是修改過的移位寄存器，其最后一個D 觸發器的反相輸出作為第一個D 觸發器的輸入。所有其他觸發器將接收上一個觸發器所提供的輸出。
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