JSSC 2008第4期Other90nm

A Circuit for Determining the Optimal Supply V oltage to Minimize Energy Consump

提出一种电路，用于在高泄漏设备中确定最优供电电压以最小化能耗。

90nm CMOS, 40MHz, 52.8% energy reduction

最优供电电压能耗最小化高泄漏设备功率门控电压误差抑制

▸创新点1：提出了一种新型电路设计，能够动态确定最优供电电压，通过权衡功耗和操作时间，在90-nm CMOS器件中实现能耗最小化，实验显示能耗降低52.8%。

▸创新点2：开发了一种抑制电压误差的方案，通过精确控制电压误差在50 mV以内，显著提高了电路的稳定性和可靠性。

▸创新点3：结合功率门控技术（power gating）与动态电压频率调节（DVFS），在40 MHz操作频率下实现高效节能，相比单独使用DVFS在5 MHz时节能效果提升显著。

▸创新点4：通过实验验证了电路在高泄漏电流环境下的有效性，展示了其在低功耗应用中的潜力，为未来更小工艺节点的设计提供了参考。

Abstract

We have developed a circuit for determining an op- timal supply voltage, /79/80/84, for which energy consumption will be minimized in devices suffering from high-leakage. This /79/80/84 is determined on the basis of a trade-off between power consump- tion and operation time. Experimental results with a 90-nm CMOS device indicate that the proposed circuit successfully determines /79/80/84with high accuracy. /79/80/84operations with power gating at 40 MHz, and where /61/48 /54/55 /86, results