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JSSC 2015第11期Other65nm

Wide-Supply-Range All-Digital Leakage V ariation Sensor for On-Chip Process and

提出一种全数字片上电路,用于独立监测nMOSFET和pMOSFET的漏电流变化,适用于工艺和温度变化的跟踪。
65nm CMOS, 0.8V, 76nW
漏电流变化工艺变化温度变化全数字电路片上监测
创新点1:全数字片上电路设计(方法创新) - 该论文提出了一种全数字化的片上电路设计方法,无需模拟组件即可独立监测nMOSFET和pMOSFET的漏电流变化,显著降低了设计复杂度和功耗(76nW@0.8V)。
创新点2:可重构非均匀性技术(系统创新) - 通过创新的可重构非均匀性技术,单个监测实例即可获取统计特性,解决了传统方法需要多个监测单元的问题,大幅减少面积开销(4500μm²)。
创新点3:紧凑型可重构逆变器拓扑(电路创新) - 提出新型可重构逆变器结构,其紧凑特性支持单元化设计,便于集成到标准数字流程中,同时保持对阈值电压和温度的高灵敏度。
创新点4:宽电源电压范围适应性(电路创新) - 电路在0.8V低电压下仍能稳定工作,支持动态能量管理和热管理应用,实测124个样本的监测数据验证了方案的可靠性。
Abstract
Variation in process, voltage and temperature is a major obstacle in achieving energy-efficient operation of LSI. This paper proposes an all-digital on-chip circuit to monitor leakage current variations of both of the nMOSFET and pMOSFET independently. As leakage current i s highly sensitive to threshold voltage and temperature, the circuit is suitable for tracking process and temperature variati on. The circuit uses reconfig- urable inhomogeneity to obtain statistical properties from a single mon