状態遷移の解析に基づく磁気フリップフロップ書き込み制御手法(システム設計,システム設計及び一般)

概要

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本稿では,不揮発性磁気フリップフロップ(MFF)に対する書き込み制御手法を提案する.MFFにより,LSIの論理回路部分の待機電力をゼロにできるとともに,待機状態からの高速な復帰が可能になる.しかし,MFFには書き込み時のエネルギーが従来のDFFに比べて約10倍大きいという問題がある.このため,MFFへの不要な書き込み動作を削減することが望ましい.順序回路の状態遷移において,回路の出力と次状態がある現状態変数に依存しない場合,その状態変数に対応するフリップフロップへの書き込みは必要ない.このような書き込み動作を判定する論理演算手法を考案し,提案手法を実現する制御回路を構築した.提案手法はフリップフロップの現在の値と次の値のEXORによって書き込みを削減する従来のクロックゲーティング手法と組み合わせることが可能である.実験の結果,提案手法を従来の手法に組み合わせると,従来の手法を単独で使用する場合に比べて1.9%〜4.8%の面積オーバーヘッドで,最大15.3%の電力を削減できることが確認できた.
2012-05-23