動作マージンを拡大した低電力・低リーク90-nm CMOS SRAM(ディジタル・情報家電,放送用,ゲーム機用システムLSI,回路技術(一般,超高速・低電力・高機能を目指した新アーキテクチャ))
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概要
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書き込み動作マージンを拡大した低電力・低リーク90-nm CMOS 2K-bit SRAMを開発した.本SRAMは電圧レベル変換(Self-controllable Voltage Level ; SVL)回路,DC/DCレベルコンバータ(DC/DC-C),フォーワードバイアス(Forward Bias ; FB)回路を搭載している.従来形メモリセルのデータ書き込み最低動作電源電圧(V_<Dmin>)は0.7Vであったが,SVL回路によりメモリセルの接地側電位(ヴァーチャル接地電圧 ; V_S)を昇圧させることにより,V_<Dmin>を0.3Vに低減し,書き込み動作マージンを大幅に拡大した.待機時にはSVL回路によりV_sを昇圧させ,メモリセルアレイの電源側電位(ヴァーチャル電源電圧; V_D)を降圧させることにより,データ保持とリーク電流削減を両立する.同時に,メモリセルアレイ以外の回路の電源を遮断することにより,SRAMの待機時消費電力(P_<ST>)を0.34μWに低減した(V_<DD>=1V).これは従来形(10.12μW)の3.4%である.DC/DC-CにV_<DD>=1Vを供給すると,4個のスイッチの切り替えにより,異なるV_D(=0.8,0.60,0.52,0.38V)がSRAMへ供給される.FB回路は,メモリセルアレイ以外の回路のウェル電位をフォーワードにバイアスし,速度維持と低電圧動作を両立する.DC/DC-CとFB回路の効果により,前記V_Dに対応するSRAMの動作時消費電力(従来比)はそれぞれ3,992μW(70.9%),1,186μW(40.8%),655μW(33.4%),151μW(25.2%)であった.DC/DC-C,SVL回路,FB回路の面積オーバーヘッドは僅かに1.5%である.
- 2007-12-06
著者
-
小林 伸彰
中央大学大学院理工学研究科情報工学専攻
-
榎本 忠儀
中央大学大学院理工学研究科情報工学専攻
-
岩成 武司
中央大学大学院理工学研究科情報工学専攻
-
榎本 忠儀
中央大学理工学研究所
-
榎本 忠儀
中央大学理工学部 情報工学科
-
小林 伸影
中央大学大学院理工学研究科情報工学専攻
-
榎本 忠儀
中央大学 大学院 理工学研究科 情報工学専攻
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