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1.
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一种动态分配输入队列的片上虫孔路由器结构
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朱红雷 彭元喜 陈海燕 尹亚明《电子学报》,2010年第38卷第5期
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为了降低片上网络（NoC）由于虫孔缓冲结构排头（HoL）阻塞导致的性能损失，同时消除虚通道缓冲结构对可变长度报文表现出的缓冲区低利用率现象，本文采用虚拟通道技术提出一种动态分配输入队列（DAIQ）的片上虫孔路由器结构.该结构采用一种令牌表的方式支持虚拟队列深度与数量的动态分配，同时为了支持同一报文微片能够连续调度，本文还提出一种新颖的开关分配机制——SRRM，该机制在高负载下进一步改善了开关的延迟与吞吐率.仿真与综合的结果表明，相比传统虚通道流控的片上路由器结构，DAIQ路由器以50%的缓冲面积获得类似的性能，在0.13微米CMOS工艺下节约了30.18%的标准单元面积与384%的功耗.
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2.
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具有拥塞缓解策略的动态虚拟通道研究及其VLSI实现 被引次数：1
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赖明澈 王志英 郭建军 戴葵《计算机学报》,2008年第31卷第11期
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虚拟通道技术改善了片上网络性能,却带来了巨大的面积与功耗开销.通过分析静态虚拟通道的不足,提出了基于拥塞缓解策略的动态虚拟通道结构.它采用链表方式组织缓冲,可以自动调整通道结构来适应各种流量负载:在较低流量下,该结构扩展通道队列深度,减小了报文传输延迟;在较高流量下,它增加虚拟通道数量,消除队列头阻塞与通道不足阻塞,并缓解拥塞现象发生,减少流反馈次数,提高了网络吞吐率.在90nm CMOS工艺下完成了DVC路由器的VLSI设计,与传统路由器相比,不仅改善了报文传输延迟与吞吐率,而且有效降低了面积与功耗开销.
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3.
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一种基于二步流控方法的片上动态虚通道路由器
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彭元喜 朱红雷 陈海燕《计算机研究与发展》,2011年第48卷第1期
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片上硅面积和功耗受到严重限制,报文缓冲区容量也受到严重限制,如何高效使用报文缓冲区是NoC设计的关键问题之一.动态划分虚通道缓冲区是高效使用报文缓冲区的有效方法之一,但会增加拥塞程度,甚至出现无限拥塞的情况.提出一种基于二步流控方法的片上动态虚通道(DAVC)路由器,该二步流控方法将报文分成报文头和报文体两部分分别运用流控算法.实验结果表明:与静态虚通道(SAVC)片上路由器相比,在缓存容量相等的情况下,DAVC路由器能提高23.2%的吞吐率,传输延迟降低27.2%;在DAVC缓存容量减半的情况下可获得相近的性能,节省28.3%的面积与23.8%的漏电流功耗.
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4.
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NoC中负载均衡的AVOQ路由器设计
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欧阳一鸣 陈静雯 梁华国 黄正峰 杜高明 安鑫《电子测量与仪器学报》,2017年第31卷第1期
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针对片上网络中使用虚拟输出队列(VOQ)机制的路由器在网络拥塞时存在的头阻塞问题,提出负载均衡的AVOQ路由器架构.首先,输入缓冲区仍使用VOQ机制来处理头阻塞问题.其次,在路由计算模块自适应地选择输出端口,确保数据从较不拥塞的端口输出;在单个虚通道内自适应地读取数据包,确保下游不拥塞的流量能够在网络里流通.实验结果表明,相较于虚通道路由器和VOQ路由器,AVOQ路由器平均延时最多减少83.2％和57.1％,吞吐率最多增加72.7％和33.3％,功耗和面积开销可接受.该方案通过两个层级的自适应均衡全网的流量分布,缓解拥塞,进而降低头阻塞出现的可能性,并在头阻塞出现时消除其影响,提升网络性能.
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5.
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一种基于微片分组的片上网络微节点交叉开关调度机制
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刘亮亮 韩国栋 宋克 张帆《小型微型计算机系统》,2013年第34卷第5期
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在基于微片(flit)分组的动态缓存分配基础上,提出一种基于微片分组的片上网络交叉开关调度机制.该机制与静态独立分割缓存的思想不同,首先对输入端缓存进行统一管理,对微片根据其流向进行分组,并为所分各“组”动态分配缓存,然后引入一种基于“组”规模的概率仲裁算法,通过“组”分配和开关分配实现调度过程.为进一步降低开销,还在该机制基础上提出一种各“组”共享仲裁的策略.理论分析与实验结果均表明:所提出的机制相对于传统和动态虚通道机制,可节约25％以上的硬件开销并可获得更优的网络延迟与吞吐性能；共享仲裁策略可在所提机制基础上进一步降低硬件开销,但其代价是网络性能有所下降.
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6.
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基于提前分配路径的低时延片上路由器结构
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郑小富 顾华玺 杨银堂 黄忠凡《电子与信息学报》,2013年第35卷第2期
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该文针对片上网络提出一种基于提前分配路径的低时延片上路由器结构(PAPR).新路由器采用提前路由计算和提前分配路径来缩短路由器流水线深度.提前路由计算为虚信道提前分配提供了可靠保障,即使在虚信道路径提前分配失败的情况下,也不影响分组在网络中的传输时延.该文提出基于缓存状态的仲裁算法BSTS(Buffer Status)综合考虑当前节点缓存信息和下游节点缓存信息,不但降低了分组等待时延,而且降低了缓存空闲的概率.仿真结果表明,新路由器能明显改善网络的时延和吞吐性能,相比采用滑动迭代轮询仲裁iSLIP(iterative Round-Robin Matching with SLIP(Serial Line Interface Protocal))算法的经典虚信道路由器,网络平均端到端时延降低了24.5％,吞吐率提高了27.5％;与采用轮询迭代RRM(Round-Robin Matching)算法的经典虚信道路由器相比,平均端到端时延降低了39.2％,吞吐率提高了47.2％.路由器硬件开销和平均功耗分别增加仅为8.9％,5.9％.
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7.
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WiNoC中协同拥塞控制的高性能路由器设计
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欧阳一鸣 汝孟轩 李建华 梁华国《电子测量与仪器学报》,2019年第2期
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无线路由器作为无线片上网络中无线通信的关键部件,若出现拥塞将会严重影响网络性能。基于此,提出一种协同拥塞控制的路由器(C~3WR)设计方案。该设计针对无线接口接收端缓冲区拥塞,首先通过无线输入端口与本地其他输入端口缓冲区级联的方式,为拥塞的数据提供多路径传输,其次提出WCC算法分流数据包缓解无线接收端拥塞。针对无线接口发送端缓冲区拥塞,采用动态路由策略,降低对拥塞无线路由器的流量注入率。实验结果表明,相较于对比对象,C~3WR路由器吞吐率最多增加33.80%,网络延时最多降低33.17%,面积功耗开销可接受。该方案以协同拥塞控制的方式均衡网络流量分布,保证了系统的性能又充分利用了可用资源。
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8.
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支持双拓扑结构的片上网络评估高层仿真平台
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胡婧瑾 潘 赟 严晓浪 MOTTEN Andy CLAESEN Luc《计算机应用研究》,2013年第30卷第9期
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为实现高效的NoC（片上网络）性能评估, 缩短系统芯片的开发周期, 针对时钟精确级的NoC仿真方法进行研究, 提出了一种新型的高层次、高效率仿真平台, 与仅支持网格拓扑结构的传统仿真器相比, 其创新地支持了网格和环型双拓扑结构的性能评估, 同时支持虚通道扩展的路由器结构设计, 能快速得到网络的延迟、吞吐率、功耗等性能结果。实验结果表明, 该仿真平台能准确模拟NoC功能行为, 快速获得其仿真性能, 为NoC设计验证提供了高效的方法。
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9.
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一种可配置双向链路的片上网络容错偏转路由器
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冯超超 张民选 李晋文 戴艺《计算机研究与发展》,2014年第2期
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随着CMOS工艺进入纳米时代,工艺尺寸的不断缩小增加了集成电路对瞬态故障与永久故障的敏感性.在片上网络中提供容错支持对于提高单芯片多处理器片上数据传输的可靠性至关重要.为了处理片上网络中的瞬态故障与永久故障链路,提出一种可配置双向链路的容错偏转路由器BiFTDR.相邻BiFTDR路由器之间采用一对可配置方向的双向链路互连,根据链路的故障状态和路由器的到达包信息对双向链路的方向进行动态配置,在单向链路故障的情况下不需要绕道路由即可实现容错,并且不需要路由表从而降低了路由器的硬件实现开销.模拟结果表明,在合成通信模式下,网络中包含5条和15条永久故障链路的情况下,BiFTDR路由器的包平均延迟比一种基于强化学习的容错偏转路由器分别少10%和19%;在真实应用运行踪迹通信模式下,与无故障网络的包平均延迟相比,BiFTDR路由器的性能损失不到1%.对于瞬态故障,即使在高故障率下BiFTDR路由器的性能下降程度也较小.在65nm工艺下对BiFTDR路由器进行综合,能达到500MHz的时钟频率,并且具有较小的面积和功耗开销.
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10.
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iSLIP调度算法研究及其实现 被引次数：3
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刘化君 刘斌《小型微型计算机系统》,2003年第24卷第9期
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目前，为提高交换系统吞吐率，设计开发高性能网络交换机或路由器内部交换结构的技术已趋成熟．但易于在硬件中实现的、高效的队列调度算法仍然是一项值得研究的重要技术．文章首先讨论了对于输入缓冲采用FIF0队列交换系统，其吞吐率主要受HOL队首阻塞的影响．然后研究了iSLIP调度算法的基本原理、迭代仲裁步骤及它在硬件中的实现．针对硬件交换转发判决这一关键问题，给出了在输入队列交换机中采用虚拟输出队列的交换结构和多优先级调度算法的硬件实现方案．最后，对isLIP算法的性能进行了分析比较，证明isLIP算法的实现方案不仅实现简单，而且具有良好的特性．
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11.
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支持确定性/自适应路由的低延迟片上路由器设计
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张庆利 刘成 肖立伊 付方发《计算机辅助设计与图形学学报》,2009年第21卷第12期
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自适应路由可以有效地提高片上网络性能,却导致网络中的数据传输乱序.设计了一个两级流水虚拟通道虫孔交换路由器,通过修改数据包的标记位和路由计算单元,使路由器支持确定性和自适应路由算法,简化了数据传输乱序问题;同时,将流经路由器的数据流分为东西和南北2个部分;在此基础上从经典的部分自适应路由出发,增加虚拟通道允许原本禁止的转向,实现了无死锁的自适应路由,并降低了网络延迟与硬件开销.
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12.
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面向片上网络缓冲资源争用的路由器设计
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韦良芬 刘涛 王勇《计算机工程》,2014年第4期
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针对片上网络典型路由器的缓冲资源利用率不高、大容量缓存设计受限等问题,在不增加缓存和虚通道的情况下,提出一种新的面向片上网络缓冲资源争用的路由器设计方案。在该路由器中,当某个输入端繁忙发生资源争用情况时,将阻塞数据包分配到其他拥有空闲缓存资源的输入端口,解决缓冲资源的争用问题,从而提高网络整体性能。SystemC仿真结果表明,相对于基本路由器,该路由器在热点模式和均衡模式下均具有较高的网络饱和率和吞吐量,尤其在热点模式下提高了约11.4%的饱和率。FPGA实现结果表明,该路由器的面积开销较小,能较好满足片上网络的应用需求。
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13.
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CbRouter:一种利用交叉开关旁路的双向链路片上网络路由器
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方磊 董德尊 吴际 夏军 王克非《计算机工程与科学》,2015年第37卷第2期
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片上互连网络为多核体系结构提供了高效的通信支持。目前的片上网络通常采用单向传输链路,链路资源利用率较低。为了实现链路带宽资源高效分配、进而高效利用链路带宽资源,提出了一种新的双向链路调度算法,并设计了一种支持此算法的双向链路路由器。这种新型的路由器结构能够在不影响路由原有数据通道条件下,提供一条旁路数据通道来快速传输数据。实验结果表明,应用该双向链路路由器可使Mesh网络饱和吞吐率和链路平均利用率分别得到最大83.3%和24.53%的提升。
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14.
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链路层上可靠的虚跨步交换支持技术
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王永庆 张民选《计算机工程与科学》,2012年第34卷第8期
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在高性能互连网络设计中,缩短通信延迟一直是设计的首要目标之一。虚跨步交换技术是一种降低延迟的有效手段,但是在有限的输入缓冲区条件下,在链路层上实现高效可靠传输具有一定的挑战性。本文提出了一种可靠的低延迟链路层设计方法,可实现对虚跨步的有效支持,减少了报文在中间路由器上的延迟。该方法结合了报文格式设计、发送方管理和接收方管理。通过在报文头中加入额外的校验码,有效地保护了报文头中的信息,提高了链路的容错能力;通过链路级重传,减少了端到端重传引起的时间、协议开销;通过对接收处理逻辑,尤其是接收缓冲区管理的有效实现,避免了可能出现的缓冲区溢出以及流控失效问题。
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15.
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一种Internet上的优先权加权平均数据传输方法
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李国东 王东奎 杨海荣 张德富《计算机工程与应用》,2001年第37卷第24期
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文章基于优先权处理和队列式加权平均流量分配提出一种在Internet上有效地传送带优先权数据的方法，该方法包括两个路由器优先权加权平均算法（PWFQ）：单队列记数排序算法（SQSS）和多队列布谷鸟轮换算法（MQRR）。路由器使用PWFQ公平有效地为超流（super flow）分配和调整带宽，并实现了网络阻塞时传输质量的平缓缩减，同时为子流（flow)提供优先权服务，高优先权的子流将被优先服务，从而保证传输的QoS。MQRR还融入REO算法以有阻塞时得到更好的链路利用率、吞吐率和数据流缩减。这种方法融合了Guaranteed服务和Differential服务的优点，算法的计算复杂度不高，实现较易。实验表明这个方法是有效实用的。
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16.
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片上网络路由节点优化设计
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王坚 李玉柏 彭启琮《计算机应用》,2011年第31卷第3期
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针对虚输出队列结构的路由节点所构成的片上网络(NoC),提出了一种定制化路由节点中各个虚拟通道缓存大小的方法,以提高片上网络的整体通信性能。在有限的片上缓存资源约束下,分析各个虚输入队列中缓存大小对数据通过片上网络的平均延迟的影响,并在此基础上提出一种缓存资源配置方法,以便将缓存资源分配到片上网络通信瓶颈处,从而在不增加缓存资源开销的情况下提高片上网络的通信性能。最后通过仿真验证了路由节点优化设计对提高片上网络性能的可行性,并同未优化的路由节点构成的片上网络性能进行了比较。
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17.
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虚拟输入队列与队列管理算法的公平性
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刘刚 张德运 李胜磊 张晓《计算机工程》,2004年第30卷第12期
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提出了具有不同接入带宽用户共享上行链路时的公平性问题——基于用户的公平性，根据队列管理算法(如早期随机检测和队尾丢弃等)在这种应用场合的公平性缺陷中引入了虚拟输入队列的概念——在路由器的上行输出接口上为每一个输入接口维护一个逻辑队列，以逻辑队列为主体应用队列管理算法。对虚拟输入队列的结构和实现进行了详细描述，并给出了针对虚拟输入队列的调度算法。仿真结果表明，在队列管理策略上引入虚拟输入队列，不仅能够达到原有的拥塞控制效果，解决基于流的公平性问题，同时能够提供较好的基于用户的公平性。
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18.
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低功耗片上网络路由器设计
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周端 彭景 张剑贤 张晗《计算机应用》,2011年第10期
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针对片上网络路由器功耗问题,在系统级层次上对影响路由器功耗的虚通道数目、缓存深度和数据微片位数等关键因素进行了研究。提出了综合多种功耗关键因素以及虚拟通道共享交叉开关输入端口的功耗降低方法,设计实现了一种低能耗的NoC路由器。实验结果表明,与Alpha 21364路由器和IBM Infini Band路由器相比,所设计的路由器具有较低的功耗。
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19.
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完全自适应路由算法的虚通道分配优化策略
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胡哲琨 陈杰《微电子学与计算机》,2013年第8期
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在虫孔交换的片上网络中,针对完全自适应路由算法对路由器缓存资源使用的不足,提出了一种虚通道分配优化策略.该策略通过比较输出虚通道的信用量计数与数据包剩余微片数的关系来确定处于缓存队列中的尾微片不会被阻塞在当前路由器中,从而将已被释放但尚未被排空的虚通道提前分配给正在等待的数据包,以提高对缓存资源的利用率.8×8mesh中的仿真结果表明,对比保守的虚通道分配方式,该优化策略能提高网络的饱和注入率,或者在保持网络性能相当的前提下减少对缓存资源的使用.
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20.
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超深亚微米CMOS工艺参数波动的测量电路
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杨媛 高勇 余宁梅《半导体学报》,2006年第27卷第9期
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分析了超深亚微米工艺参数波动对电路的影响;采用"放大"的思路设计了简单的用于测量超深亚微米工艺门延迟、动态功耗、静态功耗及其波动的电路,并提出了一种用于测量门延迟波动特性曲线的新型电路,该电路采用较短的反相器链可以得到超深亚微米工艺下门延迟波动特性曲线.电路在90nm CMOS工艺下进行了流片制作,得到了90nm CMOS工艺下的单位门延迟波动特性曲线.测得延迟的波动范围为78.6%,动态功耗的波动范围为94.0%,漏电流功耗的波动范围为19.5倍,其中以漏电流功耗的波动性最为严重.
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