講演名 2003/2/28
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)
岡 佳憲, 榎本 忠儀,
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抄録(和) 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_)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目路を適用した.本RCAのP_は8.2nW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(786p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_は69.1nWで、従来形の3.9 %に低減された.読み出しアクセス時間(285p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.
抄録(英) A Self-controllable-voltage-level (SVL) circuit, which can supply a maximum DC voltage to an active-load circuit on request or can decrease the DC voltage supplied, has been developed for use in high-speed, low-power circuits. This SVL circuit can reduce stand-by leakage power of CMOS logic circuits with minimal overheads in terms of chip area and speed. Furthermore, it can also be used by memories and registers, because such circuits fitted with SVL circuits can retain data even in the stand-by mode. The stand-by power of an 8-bit, 0.13-um CMOS ripple carry adder (RCA) with an on-chip SVL circuit is 8.2 nW, namely, 4.0 % of that of an equivalent conventional adder, while the output signal delay is 786 psec, namely, only 2.3 % longer than that of the equivalent conventional adder. Moreover, the stand-by power of a 512-bit memory cell array incorporating an SVL circuit for a 0.13-um 512-bit SRAM is 69.1 nW, 3.9% of that of an equivalent conventional memory-cell array. The read-access time of this SRAM is 285 psec, that is, only 0.7 % slower than that of the equivalent conventional SRAM.
キーワード(和) CMOS / 消費電力 / 電圧レベル変換回路 / 加算回路 / SRAM
キーワード(英) CMOS / power dissipation / DC level converter / ripple carrv adder / SRAM
資料番号 VLD2002-155,ICD2002-220
発行日

研究会情報
研究会 VLD
開催期間 2003/2/28(から1日開催)
開催地(和)
開催地(英)
テーマ(和)
テーマ(英)
委員長氏名(和)
委員長氏名(英)
副委員長氏名(和)
副委員長氏名(英)
幹事氏名(和)
幹事氏名(英)
幹事補佐氏名(和)
幹事補佐氏名(英)

講演論文情報詳細
申込み研究会 VLSI Design Technologies (VLD)
本文の言語 JPN
タイトル(和) 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)
サブタイトル(和)
タイトル(英) A Self-controllable Voltage Level (SVL) Circuit and Its Low-Power, High-Speed CMOS Circuit Applications
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) CMOS / CMOS
キーワード(2)(和/英) 消費電力 / power dissipation
キーワード(3)(和/英) 電圧レベル変換回路 / DC level converter
キーワード(4)(和/英) 加算回路 / ripple carrv adder
キーワード(5)(和/英) SRAM / SRAM
第 1 著者 氏名(和/英) 岡 佳憲 / Yoshinori Oka
第 1 著者 所属(和/英) 中央大学大学院理工学研究科
Graduate School of Science and Engineering, Chuo University
第 2 著者 氏名(和/英) 榎本 忠儀 / Tadayoshi Enomoto
第 2 著者 所属(和/英) 中央大学大学院理工学研究科
Graduate School of Science and Engineering, Chuo University
発表年月日 2003/2/28
資料番号 VLD2002-155,ICD2002-220
巻番号(vol) vol.102
号番号(no) 684
ページ範囲 pp.-
ページ数 6
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