누설 전력 감소와 회로 신뢰성을 고려한 이중 문턱 전압 할당 기법
Leakage power reduction by dual threshold voltage assignment considering reliability
- 발행기관 서강대학교
- 지도교수 김주호
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053377
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
이중 문턱 전압 할당(Dual threshold voltage assignment) 기법은 누설 전력을 줄이는 효과적인 기법이다. 하지만 반도체 공정 미세화가 진행되면서 NBTI(Negative bias temperature instability)와 같은 회로 노화 현상이 발생하였고, 이는 회로 노화가 진행될수록 문턱 전압을 증가시키는 문제점을 야기한다. 따라서 회로에 이중 문턱 전압 할당 기법 적용 시 회로 노화 현상을 고려하지 않으면 시간제약(timing constraint)을 위배하여 기존에 설계된 회로의 수명을 단축 시키는 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 회로 노화 현상을 고려한 이중 문턱 전압 할당 기법을 제안하여, 누설 전력을 감소하는 효과뿐만 아니라 회로의 수명을 유지하는 효과를 얻을 수 있다. 제안된 방법은 45nm 공정에서 ISCAS’85 벤치마크 회로를 대상으로 실험하였다. 제안된 방법은 이중 문턱 전압 할당 기법을 통해 오리지널 회로(original circuit)의 누설 전력을 감소시킨다. 또한 기존의 기법이 설계자가 계획한 회로의 수명을 보장하지 못하는 것에 비해 본 논문에서 제안 하고 있는 기법은 누설 전력을 감소하면서 회로의 수명을 유지한다. 따라서 시간제약(timing constraint) 위배로 인해 발생하는 회로의 오작동 및 기능 불량 문제를 회로 노화현상을 고려함으로써, 이를 해결하여 회로의 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
more초록/요약 도움말
Dual threshold voltage assignment is useful technique to reduce the leakage power. However, as CMOS technology scales, aging problem occurs. For example, negative bias temperature instability (NBTI) effect. As it goes along, it causes increasing threshold voltage. So, if we use dual threshold voltage assignment without NBTI effect, the circuit may have a timing violation after operating for a long period time (due to NBTI effect). Thus, in this thesis, we proposed Dual threshold voltage assignment reducing leakage power considering aging problem. We can obtain effect which is not only reducing leakage power but also maintaining circuit lifetime. The proposed method is experimented with ISCAS’85 benchmark suit in 45nm process. Proposed method reduces leakage power of original circuit. And conventional method may cause circuit malfunction (due to small timing margin), but proposed method maintain circuit lifetime reducing leakage power. So, we can improve circuit reliability by considering circuit aging effect.
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