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适应宽温环境的集成电路低功耗实现技术
  • ISSN号:1000-7024
  • 期刊名称:《计算机工程与设计》
  • 时间:0
  • 分类:TP306.2[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京计算机技术及应用研究所,北京100854, [2]中国科学院计算技术所计算机体系结构国家重点实验室,北京100190, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61076037)
中文摘要:

在分析电路时序与温度、电压关系的基础上,提出基于延迟负反馈的硬件自适应电压调节结构。采用包含温度补偿的时延测量电路在线感知关键路径时序余量的变化,通过磁滞PID控制逻辑动态调节电压转换器的供电电压,使功能电路能够保证一定的时序余量不发生时序违规,调低工作电压降低功耗。控制结构采用RTL实现,不需软件参与,应用于浮点运算器的实验结果表明,电路工作温度在-55℃~125℃范围内变化时,功耗减小29.6%,且不发生时序违,使用该技术的集成电路在不同温度下的功耗和电压需求与太阳能帆板-蓄电池的输出特性相适应,有利于能源的高效利用。

英文摘要:

Based on analyses of the relationship of path delay and temperature in different supply voltage,a self-adaptive voltage tuning scheme with path delay feedback implemented by pure hardware was presented.To guarantee necessary timing margin to avoid timing violation,and to tune the work supply voltage as low as possible for power consumption reduction,delay sensor with temperature compensation was used to acquire the critical path delay online,and supply voltage of functional circuit was dynamically tuned using PID algorithm with hysteresis feature.Adaptive supply tuning architecture was implemented by pure hardware without software participation.Floating point unit was used to validate the proposed scheme,results show that when temperature varies from-55℃ to 125℃,power consumption is reduced by 29.6percent,and timing error does not occur.The energy and supply voltage requirements of SOC using this technique are suitable for the output characteristic of solar-battery in different temperatures,benefiting for efficient energy use.

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期刊信息
  • 《计算机工程与设计》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:中国航天科工集团二院706所
  • 主编:汤铭瑞
  • 地址:北京142信箱37分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:ced@china-ced.com
  • 电话:010-68389884
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7024
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1775/TP
  • 邮发代号:82-425
  • 获奖情况:
  • 中国科学引文数据库来源期刊,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,中国科技论文统计与分析用期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:45616