Исследование и разработка методов снижения энергопотребления при проектировании микропроцессорных СБИС

• Автор: Лобанова, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. Рассеиваемая мощность ИС, схемотехнические методы уменьшения мощности.

1.1. Рассеиваемая мощность ИС и се составляющие

1.1.1. Статическая мощность

1.1.2 Динамическая мощность

1.2. Методы уменьшения рассеиваемой мощности.

1.2.1. Метод сфобирования тактового сигнала i.

1.2.2. Метод введения изоляционных элементов Ii

1.2.3. Метод оптимизации набора элементов и их подключения v iii

1.2.4. Метод использования элементов с различным пороговым напряжением iV

1.2.5. Метод введения различного напряжения питания iV

1.3. Пример алгоритма введения элементов с различным пороговым напряжением и изменения размеров элементов для снижения рассеиваемой мощности
1.4. Анализ эффективности применения нескольких методов одновременно
1.5. Выводы
2. Анализ влияния методов на занимаемую площадь и быстродействие. Разработка классификации блоков микропроцессоров
2.1. Влияние рассматриваемых методов на занимаемую площадь и быстродействие схем.
2.2. Критичность но параметрам бысфодействия и занимаемой площади
2.3. Классификация блоков микропроцессоров.
2.4. Оценка применения рассмафивасмых методов на различных проектных нормах.
2.5. Выводы
3. Разработка методик поиска эффективных комбинаций методов для различных категорий блоков.
3.1. Методики поиска эффективных комбинаций методов
3.1.1. Методика поиска оптимальной комбинации методов энергосбережения для блока, некритичного по быстродействию, критичного по занимаемой площади
3.1.2 Блок некритичный по занимаемой площади, критичный по быстродействию.
3.1.3. Критичный по быстродействию, критичный но занимаемой площади
3.1.4 Некритичный по быстродействию, некритичный но занимаемой площади.
3.2. Выводы.
4. Результаты применения разработанных методик на бло контроллера порта внешней памяти микропроцессора на различных проектных нормах
4.1. Установленные ограничения и особенности введения методов в средствах проектирования
4.2. Анализ эффективности применения разработанных методик на проектных нормах 0 нм.
4.3. Анализ эффскгивности применения разработанных методик на проектных нормах 0 нм.
4.4. Анализ эффективности применения разработанных методик на проектных нормах нм
4.5. Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Список используемой литературы


Используемые методики позволили уменьшить рассеиваемую динамическую мощность блоков микропроцессоров КП1Я и ВМ8Я на с сохранением значений быстродействия и занимаемой площади. Исследование методов проектирования наноразмерной электронной компонентной базы на основе параметризованных библиотечных элементов с ультранизкой потребляемой мощностью, ИР ИМПУЛЬС. Проектирование блоков цифровых наноразмерных СБИС. Энергоэффективное проектирование наноэлектронных ИС средствами САПР и . Особенности логического синтеза цифровых наноэлектронных блоков. Предложенный подход к проектированию энергоэффективных СнК, основанный на предварительной групповой классификации блоков, входящих в ее состав, по критериям ограничения по быстродействию и занимаемой площади. Разработанные методики и алгоритмы поиска эффективной комбинации методов для определенных ограничений по быстродействию и занимаемой площади для различных проекгных норм. Результаты апробации методик на блоке контроллера порта внешней памяти микропроцессора на проектных нормах 0, 0, нм. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и демонстрировались на следующих научнотехнических конференциях VII конференция молодых ученых. СПбГУ ИТМО, г. Всероссийская межвузовская научнотехническая конференция Микроэлектроника и информатика, МГИЭТТУ, г. Международная научнотехническая конференция Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, МЭИТУ, г. Проектирование систем на кристалле тенденции развития и проблемы, МГИЭТТУ, г. Микроэлектроника и информатика, МГИЭТТУ, г. Всероссийская межвузовская научнотехническая конференция Микроэлектроника и информатика, НИУ МИЭТ, г, V Всероссийская научнотехническая конференция Проблемы разработки перспективных микро и наноэлектронных систем , Москва, г. ВАК, 6 тезисов доклада. Лобанова А. Ю. Выбор методов уменьшения рассеиваемой мощности при проектировании блоков высокопроизводительных микропроцессоров Известия вузов. Электроника 3 . Лобанова АЛО. Анализ эффективности комплексного использования схемотехнических методов снижения энергопотребления сложнофункциональных блоков цифровых СБИС Сборник трудов Проблемы разработки перспективных микро и наноэлекгронных систем . Лобанова А. Ю., Крупкииа Т. Ю. Выбор методов энергосбережения для блоков микропроцессора с учетом быстродействия и занимаемой площади Радиопромышленность выпуск 3. Доклады. Лобанова А. Ю. Разработка маршрута проектирования блоков высокопроизводительных микропроцессоров с целью уменьшения рассеиваемой мощности VII Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых . Лобанова АЛО. Методы снижения рассеиваемой мощности на этапе проекгирования блоков высокопроизводительных микропроцессоров Всероссийская межвузовская научнотехническая конференция Микроэлектроника и информатика . Лобанова А. Международная научнотехническая конференция Радиоэлекгроника, элекгроника и энергетика . Лобанова А. Конференция Проектирование систем на кристалле тенденции развития и проблемы . Лобанова А. Лобанова А. Ю. Выбор оптимальной комбинации методов уменьшения рассеиваемой мощности для блока контроллера порта внешней памяти на различных проектных нормах Всероссийская межвузовская научнотехническая конференция Микроэлектроника и информатика . Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и одною приложения. Объем работы составляет 0 страниц, работа содержит рисунка, 4 таблицы, список цитируемых источников из 1 наименования, приложения занимают 2 страницы. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель и задачи работы, научная новизна, практическая значимость полученных результатов, а также положения, выносимые на защиту. Излагается краткое содержание работы. В первой главе рассмотрены составляющие рассеиваемой мощности, основные виды мощности, а также причины, по которым рассеиваемая мощность увеличивается с уменьшением проектных норм. Рассмотрены основные схемотехнические и структурные методы уменьшения рассеиваемой мощности. Проведен анализ работ, рассматривающих применение нескольких методов уменьшения мощности и их комбинаций.