IT之家 6 月 24 日消息 據(jù)中國科學院網(wǎng)站，近日，中國科學院微電子研究所感知中心低功耗智能技術與系統(tǒng)團隊在低功耗集成電路設計領域取得新進展，設計出兼容近/亞閾值工作區(qū)的基礎電路單元，可廣泛應用于低功耗智能計算芯片。
研究首次提出了領先的零冗余動態(tài)功耗觸發(fā)器、pW 級寬范圍電平轉換器及 nW 級高精度上電復位電路，可廣泛應用于低功耗的智能計算芯片。
▲圖源：中國科學院網(wǎng)站
針對傳統(tǒng)主從觸發(fā)器由于冗余操作造成的功耗浪費問題，科研人員提出了一種兼容近/亞閾值設計的低功耗保持 TSPC 觸發(fā)器。該觸發(fā)器采用輸入感知預充策略，輔以浮動節(jié)點分析和晶體管級優(yōu)化，有效降低了觸發(fā)器的功耗。流片結果表明，該觸發(fā)器功耗相比于傳統(tǒng)主從觸發(fā)器降低了 73%。針對傳統(tǒng)電平轉換器轉換范圍窄、漏電大、不適用于近/亞閾值設計的問題，研究提出了一種低延遲低漏電電平轉換器。該電平轉換器基于電流鏡結構，采用混合閾值電流鏡技術有效解決了切斷直流通路后的節(jié)點壓降問題，同時采用超截斷技術進一步優(yōu)化了電平轉換器的漏電。流片結果表明，該電平轉換器支持 0.12V-1.2V 的電壓轉換，漏電低至 73.95pW。在數(shù)字系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電和掉電時還需要一個復位信號將系統(tǒng)中的存儲單元設置為一個確定的狀態(tài)。為了保證近/亞閾值下數(shù)字系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，需要觸發(fā)閾值低、閾值偏差小、靜態(tài)電流小的上電復位電路。針對以上問題，該研究提出了一種低功耗 10 晶體管上電復位電路。該上電復位電路基于電流參考和電流比較器結構，僅用 10 個晶體管即實現(xiàn)了高精度低功耗的上電復位電路。仿真結果表明，該上電復位電路在不同工藝角和溫度條件下，觸發(fā)電壓偏差僅為 34mV，在 0.5V 的電源電壓下靜態(tài)功耗低至 36nW。
IT之家了解到，相關研究成果分別發(fā)表在《IEEE 超大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)匯刊》、《IEEE 電路與系統(tǒng)匯刊 Ⅱ》、《2021 IEEE 國際電路與系統(tǒng)研討會》上。
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