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JSSC 2019第3期Digital Circuits130nm

A 130-nm Ferroelectric Nonvolatile System-on-Chip With Direct Peripheral Restore

130纳米铁电非易失性系统芯片，支持快速外设恢复，提升能效与集成度。
130-nm ferroelectric-CMOS, 22.09-mm² area, 6× higher data throughput
非易失性处理器系统芯片铁电存储器电源管理物联网
▸创新点1：片上电源管理子系统减少外部元件（系统创新）。通过集成电源管理功能，显著减少了对外部组件的依赖，提升了系统的集成度和灵活性，支持多种电源策略，降低了系统复杂性和成本。
▸创新点2：直接外设恢复架构加速唤醒（系统创新）。提出了一种直接外设恢复架构，能够在电源恢复后快速并行地重新配置外设设备，显著提高了系统唤醒速度，提升了整体系统效率。
▸创新点3：铁电CMOS工艺实现高数据吞吐（工艺创新）。采用130纳米铁电CMOS工艺，实现了高数据吞吐量，测量结果显示在面对电源故障时，数据吞吐量比传统非易失性处理器提高了6倍。
▸创新点4：集成度高，面积优化（系统创新）。在22.09平方毫米的面积内实现了非易失性系统级芯片的高度集成，优化了芯片面积，提高了系统的紧凑性和性能。
Abstract
Owing to its unique capability to sustain computa- tion progress over power outages, a nonvolatile processor (NVP) is promising for energy-harvesting-powered Internet-of-Things devices. However, the widespread application of NVP is contin- ually blocked by the system integration issues and the config- uration overheads of peripheral devices. This paper presents a nonvolatile system-on-chip (NVSoC) with improved integration level, power management flexibility, and system wake-up speed. An on-chip p