近阈值标准单元库和其在传感网芯片中的应用

将电源电压降低到晶体管阈值电压附近可以有效提高数字电路的能效,而近阈值标准单元库是近阈值数字电路设计的基础。通过分析逻辑门间静态噪声容限的兼容性、逻辑门在宽电压范围下延时变化情况,并通过求解最大包问题等的相关算法,对现有的商用数字CMOS标准单元库进行有效筛选,得到适用于低电压工作的近阈值数字CMOS标准单元库。通过一个应用于传感网中的双电压域、双核微控制器流片测试,对此标准单元库进行了验证,结果显示其中工作在0.5 V下的高能效核的能量效率相较传统工作电压下提高到2.76倍。

使用赛道存储单元的近阈值非易失SRAM

利用在一个单元上可以存储多位信息的赛道存储单元,设计了在近阈值电源电压下工作的非易失SRAM。通过恰当选择赛道存储单元的设计参数,并利用正向衬底偏压等技术,使其能在近阈值电源电压(0.5V)下可靠工作。该非易失SRAM与电源门控技术配合使用,可以解决在近阈值环境下泄漏电流占比过大的问题。仿真结果显示,在典型应用下,可降低传感网芯片中存储器部分能耗的40.9%。