高速・低電力CMOS LSIに向けた動的制御可能な電圧レベル変換回路(SVL)とその応用(システムオンシリコン設計技術並びにこれを活用したVLSI)
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概要
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携帯機器向けLSIの高性能化と低電力化を実現するため、少数(4〜10個)のMOSFETで構成される電圧レベル変換(SVL)回路を開発した.SVL回路は負荷回路が動作状態に入ると負荷回路へ高電圧を、負荷回路が待機状態に入ると低電圧を、適応的に供給する.従って、負荷回路は本来の性能を維持し、待機時消費電力(P_<ST>)が大幅に削減されるばかりでなく、動作時消費電力も低減される.また、面積オーバーヘッドも小さい.さらに、SVL回路は弱反転領域で動作するMOSFETを用いて待機状態の負荷回路へ電力を供給するので、負荷回路は待機状態でもデータを保持できる.従って、論理回路のみでなく、メモリ、レジスタ、等の記憶回路にも広く適用できる.0.13-μm CMOS技術で設計した8b逐次桁上げ伝播加算回路(RCA)と512b SRAMにSVL回路を適用した.本RCAのP_<ST>は8.2 nWで、SVL回路を適用しない従来形RCAの4.0 %に低減された.クリティカルパス遅延時間(786 p秒)、面積のオーバーヘッドはそれぞれ2.3 %、約4 %であった.本SRAMのメモリセルアレイのP_<ST>は69.1 nWで、従来形の3.9 %に低減された.読み出しアクセス時間(285 p秒)、面積のオーバーヘッドはそれぞれ0.7 %、約1.2 %であった.
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2003-02-28
著者
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