發(fā)布時(shí)間：2017-03-27 17:00

  本文關(guān)鍵詞：0.6V 40nm低電壓標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：降低工作電壓已成為提高CMOS電路能效的有效方法,研究表明,當(dāng)前工藝中電路最高效能點(diǎn)出現(xiàn)在近閾值工作區(qū)域附近。但是,近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元的性能比正常電壓的惡化10倍,限制了系統(tǒng)的性能。因此,本文對(duì)近閾值高性能標(biāo)準(zhǔn)單元的設(shè)計(jì)展開(kāi)研究。尺寸和版圖均會(huì)對(duì)近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元的性能產(chǎn)生50%的影響。基于該特點(diǎn),本論文對(duì)近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行多參數(shù)聯(lián)合設(shè)計(jì)優(yōu)化,包括：(1)針對(duì)寬度、叉指數(shù)、阱邊界位置等影響性能的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)和尺寸調(diào)節(jié)、凸?fàn)钰褰Y(jié)構(gòu)等可行性設(shè)計(jì)方案均進(jìn)行全面優(yōu)化,保證設(shè)計(jì)出最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)單元。 (2)建立近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型,包括設(shè)計(jì)變量、延時(shí)模型、面積模型和目標(biāo)函數(shù)。該模型將版圖對(duì)性能和面積的影響量化,實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)同時(shí)優(yōu)化。(3)針對(duì)不同的延時(shí)面積折中目標(biāo),完成標(biāo)準(zhǔn)單元的設(shè)計(jì)。此外,針對(duì)近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元建庫(kù),本論文提出將建庫(kù)激勵(lì)波形分段表示,并基于大量實(shí)際電路確定分段系數(shù)。該方法將標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的時(shí)序準(zhǔn)確性提高到6.8%。本文在SMIC 40nm工藝下完成0.6V低電壓標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的設(shè)計(jì)與指標(biāo)驗(yàn)證,驗(yàn)證指標(biāo)包括延時(shí)、能量、能量延時(shí)積和面積,驗(yàn)證方法為利用基準(zhǔn)測(cè)試電路分別采用設(shè)計(jì)庫(kù)和工藝廠原始庫(kù)進(jìn)行綜合和電路指標(biāo)對(duì)比。結(jié)果表明,采用目標(biāo)函數(shù)D7A設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)綜合時(shí),電路的延時(shí)平均減少16.47%,能耗平均減少30.38%,能量延時(shí)積減少41.86%,面積平均增加15.8%。
【關(guān)鍵詞】：近閾值 標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù) 高性能 時(shí)序準(zhǔn)確性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN402
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及意義13
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)15-26
• 2.1 標(biāo)準(zhǔn)單元指標(biāo)15-17
• 2.2 標(biāo)準(zhǔn)單元版圖規(guī)格17-18
• 2.3 標(biāo)準(zhǔn)單元版圖寄生效應(yīng)18-22
• 2.3.1 阱邊界接近效應(yīng)18-20
• 2.3.2 淺槽隔離壓力效應(yīng)20-21
• 2.3.3 寄生電容21-22
• 2.4 近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元特征22-24
• 2.4.1 性能惡化22
• 2.4.2 上升下降延時(shí)不平衡22-23
• 2.4.3 溫度反型效應(yīng)23
• 2.4.4 版圖寄生效應(yīng)影響嚴(yán)重23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)26-55
• 3.1 近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元性能惡化分析26-28
• 3.2 標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)參數(shù)28-30
• 3.3 標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)方案30-31
• 3.4 標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)優(yōu)化模型31-46
• 3.4.1 設(shè)計(jì)變量32
• 3.4.2 延時(shí)模型32-45
• 3.4.3 面積模型45-46
• 3.4.4 目標(biāo)函數(shù)46
• 3.5 標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)與結(jié)果46-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元建庫(kù)55-61
• 4.1 建庫(kù)方法概述55-57
• 4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)單元建庫(kù)流程55
• 4.1.2 單元庫(kù)時(shí)序準(zhǔn)確性55-56
• 4.1.3 時(shí)序準(zhǔn)確性——建庫(kù)因素56-57
• 4.2 近閩值標(biāo)準(zhǔn)單元建庫(kù)激勵(lì)波形57-59
• 4.3 單元庫(kù)時(shí)序準(zhǔn)確性驗(yàn)證59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 近閾值標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)驗(yàn)證61-68
• 5.1 標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)驗(yàn)證方法61-62
• 5.2 驗(yàn)證結(jié)果與討論62-67
• 5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)指標(biāo)對(duì)比62-65
• 5.2.2 性能討論65-66
• 5.2.3 文獻(xiàn)對(duì)比66-67
• 5.2.4 設(shè)計(jì)規(guī)則總結(jié)67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-69
• 6.1 總結(jié)68
• 6.2 展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 作者簡(jiǎn)介73

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