SOTBを用いたマイコンの電力最適化(省電力化機構,組込み技術とネットワークに関するワークショップETNET2013)

概要

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近年、バッテリ駆動のモバイル機器から大規模なデータセンタのコンピュータまで消費電力は深刻な問題となっている。消費電力を下げるためには低電源電圧化か必要であるが、これに伴い先端プロセスではスレッショルド電圧V_<th>のばらつき増加が問題になっている。この問題に対処するため、超低電圧デバイス技術研究組合(LEAP)によりSilicon On Thin Buried Oxide(SOTB)が開発された。このSOTBはFD-SOIの構造なので、基板浮遊効果が発生しにくく、V_<th>のばらつきを抑えることができ、基板バイアスを制御することによりリーグ電力と遅延を制御できることが特徴である。このSOTB技術によるLEAP 65nmプロセスを用いて車載用マイコンV850E-Starを設計、実装している。本稿では、SOTBのbulk版プロトタイプであるLPT-3でマイコンを実装し、その稼働時、待機時のバイアス電圧と電力の関係を明らかにするため、40種類のリバースバイアスとフォワードバイアスを使用して、シミュレーションおよびプロトタイプチップでの実機測定を行った。エネルギー効率を最大にするバランスモードでは、動作周波数は最大33MHzで動作する。一方、リーグ電力を最大限減らす待機モードでは、このバランスモードに比べて最大92%リーグ電力を削減できることがわかった。
2013-03-06

SOTBを用いたマイコンの電力最適化(省電力化機構,組込み技術とネットワークに関するワークショップETNET2013)

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