초록
본 논문에서는 음 바이어스 온도 불안정성 (NBTI) 효과에 의해서 야기되는 파워 게이팅 구조의 성능 저하와 증가하는 기상시간을 보상하기위한 새로운 적응형 헤더기반의 파워 게이팅 구조를 제안한다. 제안된 구조는 두 개의 패스 (two-pass)를 가지는 파워 게이팅 구조에 기반을 둔 폭 변화 헤더(header)와 적응형 제어를 위한 새로운 NBTI 센싱 회로로 구성된다. 본 논문의 시뮬레이션 결과는 적응형 제어를 하지 않는 파워 게이팅의 시뮬레이션 결과와 비교되며, 그 결과는 파워 게이팅 구조에서 누설 전력과 돌입 전류(rush current)을 작게 유지하면서 회로 지연과 기상시간에 대한 NBTI 의존성이 단지 3% 와 4% 내로 줄어든다는 것을 보여준다. 본 논문에서는 45nm CMOS 공정과 NBTI 예측 모델이 제안된 회로를 구성하기 위해서 사용된다.
This paper proposes a novel adaptive header-based power gating structure to compensate for the performance loss and the increased wake-up time of the power gating structures induced by the negative bias temperature instability (NBTI) effect. The proposed structure consists of variable width footers based on the two-pass power gating and a new NBTI sensing circuit for an adaptive control. The simulation results of the proposed structure are compared to those of power gating without the adaptive control and show that both the circuit-delay and wake-up time dependence of the power gating structure on the NBTI stress is minimized with only 3% and 4% increase, respectively while keeping small leakage power and rush-current. In this paper, a 45 nm CMOS technology and predictive NBTI model have been used to implement the proposed circuits.