高性能SRAM的低功耗设计

采用0.13 μm标准CMOS工艺,全定制设计实现了一款8 kB(8 k*8 bit)的高速低功耗静态随机存取存储器(SRAM).分析了影响存储器性能和功耗的原因,并在电路布局上做了改进,将两个3-8译码器进行拆分与重组,降低了互连线的延迟和耦合作用;同时,对灵敏放大器也做了改进.版图后仿真表明,在电源电压为1.2 V、温度为25 ℃的典型条件下,读1延时为766.37 ps,最大功耗为11.29 mW,功耗延时积PDP为8.65 pJ,实现了很好的性能.     

高速5端口寄存器文件的设计与实现

为了加快处理器对数据的存取速度,采用0.13μm、8层(A1)金属布线N阱COMS工艺设计实现了一款290ps读访问延迟、16字11位、4读1写的特殊寄存器文件.它应用在流处理器中,读操作是用差分灵敏放大器实现,和写操作共用一个时钟周期,当读写地址一致时,数据从旁路输出.本寄存器文件在频率为1GHz,1.2V,50℃的典型情况下经过多个周期的测试都可以准确地工作,平均功耗为14.75 mW,达到了高速低功耗的设计目标.     

64位整数加法器的设计与实现

为了提高算术逻辑部件的性能,采用多米诺逻辑和偏斜逻辑门的电路结构,结合并行前缀加法器的优点,设计实现了一款64位高性能整数加法器.根据需要,设计了一种符号扩展电路,使之能够处理带符号操作数的加减法,符号扩展结果可以进行溢出判断.模拟结果表明:在0.13μm CMOS的工艺条件下,关键路径的延时为630ps功耗为21.6 mW,达到了高速低功耗的设计目标.