低功耗設計與 UPF

保留暫存器(retention register)

保留暫存器是一個正反器外掛了一顆極小的常開記憶單元,這樣當它所在的區塊斷電時,就能存下當前的位元、並在喚醒時立刻還原——就像把書收起來前先把頁碼記在書籤上。沒有它,斷電會抹掉整個域的所有狀態,使該區塊每次喚醒都得慢慢完整重啟。

內部,主正反器跑在可切換的供電上,而一顆低漏電的小「氣球」鎖存器跑在常開供電上。一個 save 訊號在斷電前把位元複製進氣球;一個 restore 訊號在電力一回來就把它複製回去。這會多花一點面積與些許常開漏電,但能讓一個域墜入深睡、又在數奈秒內帶著它的暫存器、計數器與組態完好地恢復。設計者在電源意圖檔案裡標明哪些暫存器必須保留;只有真正帶狀態的才做成保留單元,因為每一個都比普通正反器更大、更會漏電。

save → power-off → ... → power-on → restore

保留是「完全斷電(狀態丟失、漏電最低)」與「時脈閘控(狀態保留、漏電全開)」之間的折衷;它自然地與隔離單元,以及 UPF 中明確的存/復順序搭配運作。

又称
state-retention flopballoon latch保留正反器狀態保留暫存器