[...] 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.
Inhaltsverzeichnis
- Danksagung
- Kurzreferat
- Kapitel 1: Einleitung
- 1.1 Problemstellung
- 1.2 Zielsetzung
- 1.3 Aufbau der Arbeit
- Kapitel 2: Grundlagen
- 2.1 Leckströme in Nanometer-Technologien
- 2.2 Bestehende Ansätze zur Leckstromreduzierung
- Kapitel 3: Der "Mixed Gates"-Ansatz
- 3.1 Grundidee
- 3.2 Implementierung
- 3.3 Algorithmen zur Gatterzuweisung
- Kapitel 4: Simulation und Ergebnisse
- 4.1 Simulationsumgebung
- 4.2 Ergebnisse und Diskussion
- Kapitel 5: Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit untersucht Techniken zur Reduzierung von Leckströmen in integrierten Schaltungen auf Basis aktueller Nanometer-Technologien, bei gleichzeitiger Beibehaltung der Performance. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Evaluierung des neuartigen "Mixed Gates"-Ansatzes.
- Entwicklung des "Mixed Gates"-Ansatzes zur Leckstromreduzierung
- Vergleich des "Mixed Gates"-Ansatzes mit bestehenden DxCMOS-Techniken
- Entwicklung und Implementierung von Algorithmen zur optimalen Gatterzuweisung
- Simulation und Analyse der Ergebnisse
- Bewertung der theoretischen Grenzen des Ansatzes
Zusammenfassung der Kapitel
Das Kurzreferat fasst die wesentlichen Punkte der Arbeit zusammen. Die Kapitel 1-4 befassen sich mit der Problemstellung, den Grundlagen, der Entwicklung und Implementierung des "Mixed Gates"-Ansatzes, sowie der Simulation und Auswertung der Ergebnisse. Die einzelnen Kapitel liefern detaillierte Informationen zu den jeweiligen Aspekten des entwickelten Ansatzes und seinen Vorteilen gegenüber bestehenden Technologien. Nähere Einzelheiten zu den Ergebnissen und Schlussfolgerungen werden im vollständigen Text der Dissertation dargestellt.
Schlüsselwörter
Leckstrom, Nanometer-Technologien, integrierte Schaltungen, DxCMOS, "Mixed Gates"-Ansatz, Gatterzuweisung, Leistungsverbrauch, Transistor-Bibliothek, Simulationsergebnisse, Performance.
- Arbeit zitieren
- Dr.-Ing. Frank Sill (Autor:in), 2007, Untersuchung und Reduzierung des Leckstroms integrierter Schaltungen in Nanometer-Technologien bei konstanten Performanceanforderungen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/119167
