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JSSC 2006第8期Digital Circuits90nm

Circuit Design Techniques for a First-Generation Cell Broadband Engine Processor

介绍第一代Cell Broadband Engine处理器的电路设计技术,包括时钟设计、锁存器和触发器部署,以及高速逻辑实现方法。
90nm SOI, 3 GHz
Cell Broadband Engine多核系统芯片高速电路设计硅绝缘体技术SRAM设计
高性能硅绝缘体(SOI)技术:采用90纳米SOI技术实现高频操作,优化了功耗与性能平衡,支持超过3 GHz的工作频率,显著提升了处理器性能。
本地时钟设计优化:通过创新的时钟分配网络和低抖动锁相环设计,减少了时钟偏差,提高了时序一致性,确保多核处理器在高频下的稳定运行。
高速合成控制逻辑的特殊考虑:针对高频需求,设计了低延迟的合成控制逻辑电路,结合动态逻辑和静态逻辑的优势,提升了关键路径的时序性能。
半定制与全定制静态电路设计:在关键模块中采用全定制设计,优化了面积和功耗,同时通过半定制设计提高了设计灵活性和生产效率。
Abstract
The Cell Broadband Engine (Cell BE) is a multicore system-on-chip (SoC), implemented in a 90-nm high-performance silicon-on-insulator (SOI) technology, and optimized, within the triple constraints of area, power, and performance, to run at frequencies in excess of 3 GHz. The large scale of the design ( 75 million logic transistors, and about 750 000 latches and flip-flops), high-volume requirements, and the desire to support multiple manufacturing facilities dictated a need for very robust circuit