45nm工艺pn混合下拉网络多米诺异或门设计

提出了一种pn混合下拉网络技术,即在多米诺门的下拉网络中混合使用pMOS管和nMOS管来降低电路的功耗并提高电路的性能.首先,应用此技术设计了多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,新型异或门的静态功耗和动态功耗分别减小了 46%和3%.然后,在此技术的基础上,综合应用多电源电压技术和双阈值技术设计了功耗更低的多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,静态功耗和动态功耗分别减小了82%和21%.最后分析并确定了4种多米诺异或门的最小漏电流状态和交流噪声容限.     

45nm低功耗、高性能Zipper CMOS多米诺全加器设计

提出了电荷自补偿技术,此技术利用P型多米诺电路动态结点的放电对N型多米诺电路的动态结点充电,并在此技术基础上综合应用双阈值技术和多电源电压技术,设计了新型低功耗、高性能Zipper CMOS多米诺全加器.仿真过程中提出了功耗分布法,精确找到了电荷自补偿技术的最优路径.仿真结果表明,在相同的时间延迟下,与标准Zipper CMOS多米诺全加器、双阈值Zipper CMOS多米诺全加器、多电源电压Zipper CMOS多米诺全加器相比,新型Zipper CMOS多米诺全加器动态功耗分别减小了37%、35%和7%,静态功耗分别减小了41%,20%和43%.最后,分析并得到了新型全加器漏电流最低的输入矢量和时钟状态.     

45mm低功耗、高性能Zipper CMOS多米诺全加器设计

提出了电荷自补偿技术,此技术利用P型多米诺电路动态结点的放电对N型多米诺电路的动态结点充电,并在此技术基础上综合应用双阈值技术和多电源电压技术,设计了新型低功耗、高性能Zipper C?dOS多米诺全加器.仿真过程中提出了功耗分布法,精确找到了电荷自补偿技术的最优路径.仿真结果表明,在相同的时间延迟下,与标准Zipper CMOS多米诺全加器、双阈值Zipper CMOS多米诺全加器、多电源电压Zipper CMOS多米诺全加器相比,新型Zipper CMOS多米诺全加器动态功耗分别减小了37%、35%和7%,静态功耗分别减小了41%,20%和43%.最后,分析并得到了新型全加器漏电流最低的输入矢量和时钟状态.     

45nm工艺下8管双阈值SRAM单元的研究

比较分析了8管SRAM单元在不同双阈值组合情形下的性能,为不同需求的设计者提供了在静态噪声容限(SNM)、漏功耗和延迟之间做出合理权衡的参考。仿真结果表明,组合C8具有最大的SNM,高阈值晶体管Mnl可以有效抑制漏电流。最后,分析了不同组合下的读写延迟时间,并给出了延迟差异的原因。     

90 nm工艺SOC芯片多阈值低静态功耗设计

为了降低纳米级芯片设计中功耗主体之一的静态功耗,从产生静态功耗的来源出发,提出了使用多阈值技术降低静态功耗,给出利用多阈值技术的多种实现方法.以COSTARⅡ芯片为实例,利用90 nm多阈值单元库进行低静态功耗设计.结果表明,利用多阈值技术设计来降低功耗是可行的,并对各种实现方法进行比较分析,可作为低静态功耗设计的参考.     

SoC设计中的低功耗策略

低功耗设计已经成为片上系统(SoC)设计的主题.当今的设计已经从过去的性能、面积二维目标转变为性能、面积和功耗的三维目标.本文深入探讨了片上系统设计中的低功耗设计策略,在晶体管和逻辑门级、寄存器传输级和系统结构级各设计抽象层次上阐述了低功耗设计所面临的问题,并给出了各级的低功耗优化策略.     

40nm FPGA的功耗管理和优势

随着工艺尺寸的减小,数字逻辑电路的漏电流成为当前FPGA面临的主要挑战.静态功耗增大的主要原因是各种漏电流源的增加.图1所示为随着更小逻辑门长度的技术实现,这些漏电流源是怎样随之增加的.此外,如果不采取专门的功耗措施,较大的逻辑电容和较高的开关频率也会导致动态功耗增大.     

FPGA设计中功耗的分析与仿真

FPGA的应用越来越广泛,随着制造工艺水平的不断提升,越来越高的器件密度以及性能使得功耗因数在FPGA设计中越来越重要。器件中元件模块的种类和数量对FPGA设计中功耗的动态范围影响较大,对FPGA的电源功耗进行了分析,并介绍了如何利用Altera公司的PowerPlay Early Power Estimator这一工具在设计前期尽可能准确地估计功耗并通过估计功耗对硬件设计进行优化选择。     

应变硅：45nm的基本要素

当晶体管尺寸达到45nm以后,传统的等比例缩小方法很快就会碰壁。随着电流密度的增大,迁移率的提升成为保持晶体管性能的关键,因为电源电压被等比例缩小以降低芯片的动态功耗。     

45nm CMOS工艺下的低泄漏多米诺电路研究

在研究了45nm CMOS工艺下晶体管泄漏电流特性的基础上,提出了一种可以同时减小多米诺逻辑电路亚阈值和栅极氧化层泄漏功耗,带有NMOS睡眠开关并使用双阈值电压、双栅极氧化层厚度的电路技术。该电路技术与标准的双阈值电压多米诺逻辑电路相比,待机模式时消耗的总泄漏功耗在110℃时最高可以减小65.7%,在25℃时最高可以节省达94.1%。     

亚65nm工艺新型p结构多米诺与门设计

利用休眠晶体管、多阈值和SEFG技术(源跟随求值门技术),设计了一种新型的p结构多米诺与门.HSPICE仿真结果表明,在相同的时间延迟下,与标准双阈值多米诺与门、标准低阈值多米诺与门和SEFG结构相比,提出的新型多米诺与门的漏电流分别减小了43%,62%和67%,噪声容限分别增大了3.4%,23.6%和13.7%.从而有效地解决了亚65nm工艺下多米诺与门存在的漏电流过大,易受干扰的问题.分析并得到了不同结构的休眠多米诺与门的漏电流最低的输入矢量和时钟状态.     

亚65nm工艺新型p结构多米诺与门设计

利用休眠晶体管、多阈值和SEFG技术(源跟随求值门技术),设计了一种新型的p结构多米诺与门.HSPICE仿真结果表明,在相同的时间延迟下,与标准双阈值多米诺与门、标准低阈值多米诺与门和SEFG结构相比,提出的新型多米诺与门的漏电流分别减小了43%,62%和67%,噪声容限分别增大了3.4%,23.6%和13.7%.从而有效地解决了亚65nm工艺下多米诺与门存在的漏电流过大,易受干扰的问题.分析并得到了不同结构的休眠多米诺与门的漏电流最低的输入矢量和时钟状态.     

改进型SOA-MZI全光异或门的加解密仿真研究

全光加密技术是解决目前光纤通信网的加解密速率瓶颈及物理层潜在的安全威胁的有力保证。针对现有全光异或加解密方案工作速率普遍较低的问题,在传统的SOA-MZI型全光异或门的基础上,利用两段色散互补的G.655单模光纤,并结合一个相位偏移器设计了一种改进型SOA-MZI全光异或方案,以该改进方案作为全光安全处理器在OptiSystem7.0仿真平台上搭建新的全光异或加解密方案,对输入信号比特速率分别为10Gb/s和40Gb/s的加解密方案进行了仿真实验验证。结果表明:基于改进型SOA-MIZ全光异或门的加解密方案可将全光异或加解密速率提高到40Gb/s,并且解密恢复出的明文数据的消光比约可以达到20dB,最大Q值约为25.7,加解密过程不会对通信系统引入额外误码。     

Gate leakage current reduction in IP3 SRAM cells at 45 nm CMOS technology for multimedia applications

We have presented an analysis of the gate leakage current of the IP3 static random access memory (SRAM) cell structure when the cell is in idle mode (performs no data read/write operations) and active mode (performs data read/write operations), along with the requirements for the overall standby leakage power, active write and read powers. A comparison has been drawn with existing SRAM cell structures, the conventional 6T, PP, P4 and P3 cells. At the supply voltage, V_DD = 0.8 V, a reduction of 98%, 99%, 92% and 94% is observed in the gate leakage current in comparison with the 6T, PP, P4 and P3 SRAM cells, respectively, while at V_DD = 0.7 V, it is 97%, 98%, 87% and 84%. A significant reduction is also observed in the overall standby leakage power by 56%, the active write power by 44% and the active read power by 99%, compared with the conventional 6T SRAM cell at V_DD = 0.8 V, with no loss in cell stability and performance with a small area penalty. The simulation environment used for this work is 45 nm deep sub-micron complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology, t_ox = 2.4 nm, V_thn = 0.22 V, V_thp = 0.224 V, V_DD = 0.7 V and 0.8 V, at T = 300 K.     

栅侧壁隔离层对45nm NOR闪存栅极干扰的影响

为了研究侧壁隔离层对闪存器件可靠性的影响,分别制备了Si3N4和SiO2-Si3N4-SiO2-Si3N4 (ONON)复合层作为栅侧壁隔离层的45 nm或非闪存(NOR flash)器件,对编程后、循环擦写后的闪存器进行栅极干扰的测试,讨论了不同栅侧壁隔离层对栅极干扰的影响.结果表明,虽然纯氧化硅隔离层可减少NOR自对准接触孔(SAC)刻蚀时对侧壁隔离层的损伤,但其在栅极干扰时在氧化物-氮化物-氧化物(ONO)处有更高的电场,从而在栅干扰后阈值电压变化较大,且由于在擦写操作过程中会陷入电荷,这些电荷在大的栅极电压和长时间的栅干扰作用下均会对闪存器的可靠性产生负面的影响.ONON隔离层的闪存器无可靠性失效.因此以ONON作为侧壁隔离层比以纯氮化硅作为侧壁隔离层的闪存器件具有更好的栅干扰性能.     

45nm体硅工艺下使用双-栅氧化层厚度降低SRAM的泄漏功耗

提出了一种在45nm体硅工艺下使用双-栅氧化层厚度来降低整体泄漏功耗的方法.所提方法具有不增加面积和延时、改善静态噪声边界、对SRAM设计流程的改动很小等优点.提出了三种新型的SRAM单元结构,并且使用这些单元设计了一个32kb的SRAM,仿真结果表明,整体泄漏功耗可以降低50%以上.