Untersuchung und Reduzierung des Leckstroms integrierter Schaltungen in Nanometer-Technologien bei konstanten Performanceanforderungen

Frank Sill

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Beschreibung

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Universität Rostock (Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik), Sprache: Deutsch, Abstract: [...] Die Erarbeitung des "Mixed Gates"-Ansatzes erfolgt im Gesamtkontext einer neuen Technik auf Technologie-, Transistor- und Gatterebene in aktuellen Nanometer-Technologien. Dies beinhaltet einen Vergleich mit vorhandenen Techniken, Untersuchungen zur Technologie, die Generierung einer Gatterbibliothek, die Erarbeitung von Algorithmen zur Zuweisung der Gattertypen sowie Analysen zu den theoretischen Grenzen des Ansatzes. Das Ergebnis dieser Untersuchungen ist unter anderem eine erweiterte Transistorbibliothek, welche auf einer prädiktiven "65 nm"-Technologie beruht. Ferner werden Berechnungsmodelle für die Herleitung einer neuen Gatterbibliothek erarbeitet sowie ein neuer Zuweisungsalgorithmus entwickelt. Dieser hat im Vergleich zu bekannten Algorithmen einen deutlich geringeren Rechenaufwand bei gleichzeitig höherer Leckstromreduzierung. Vergleichend dazu wird der Einsatz von Evolutionsstrategien untersucht.Aus den Simulationsergebnissen folgt, dass durch den "Mixed Gates"-Ansatz der Leckstrom maximal um den Faktor 5 reduziert werden kann, wobei die Performance der Schaltung konstant bleibt. Gegenüber bekannten DxCMOS-Ansätzen wird durch den neuen Ansatz der Leckstrom zusätzlich um durchschnittlich 24 % reduziert. Darüber hinaus können die in dieser Arbeit vorgenommenen Untersuchungen zum "Mixed Gates"-Ansatz auch als Grundlage für ähnliche Techniken zur Leckstromreduzierung verwendet werden.