Mecanismo de otimização para redução de potência estática de circuitos integrados baseado na técnica Dual-VTH

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Pereira dos Santos, Rodolfo
• Orientador(a): Guilhermino da Silva Filho, Abel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Potência estática; CMOS; VLSI; Low-power
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/2443

Com o advento de novas tecnologias de fabricação, a complexidade e a capacidade de processamento dos sistemas microeletrônicos tornaram-se cada vez maiores. Contudo devido às tendências de mercado atuais, dispositivos portáteis, alimentados à bateria, estão sendo cada vez mais procurados, de modo que uma demanda de produtos que tenham uma maior capacidade de prolongar a vida útil das baterias vem crescendo. Recentemente, a redução do tamanho do transistor propiciou uma mudança no comportamento das componentes de energia em transistores CMOS. A componente estática que antigamente era praticamente desprezada tem aumentado exponencialmente com alterações não proporcionais, tais como diminuição do canal e redução de tensão de alimentação dos circuitos. Atualmente, esta componente estática representa uma fração significante da potência total consumida em circuitos com tecnologias de fabricação abaixo de 90 nm, podendo passar de 50% da potência total. Este consumo torna-se cada vez mais expressivo à medida que as tensões de alimentação dos circuitos são reduzidas, devido à necessidade de se minimizar a tensão de threshold para manter o desempenho dos circuitos. O algoritmo desenvolvido para a redução de potência estática em circuitos integrados digitais pode ser inserido no fluxo de desenvolvimento, sem causar penalidades ao mesmo. Na abordagem proposta, baseada na técnica Dual-Threshold, parte das células do circuito é substituída por células com tensão de threshold mais alta sem que haja inserção de violações de tempo no circuito. A troca de cada célula é definida a partir de estimativas do comportamento do circuito caso a célula seja trocada, antes que ela seja de fato substituída. Ao contrário de abordagens baseadas em caminhos, a característica de não haver trocas a cada análise das células do circuito, permite uma redução significativa no tempo de execução do algoritmo. Os resultados obtidos, que apresentaram uma redução de potência estática de até 39%, resultaram da execução do algoritmo utilizando circuitos do benchmark ISCAS85