Анализ методов уменьшения тока и мощности утечки в ячейке SRAM на основе FinFET транзисторов

Автор(и)

  • Равиндра Сингх Кушвах журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія https://orcid.org/0000-0001-5229-0204
  • Вандна Сикарвар ITM Университет, Гвалиор, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347015070031

Ключові слова:

ток утечки, потребляемая мощность, статическое оперативное запоминающее устройство, ОЗУ, под-пороговый ток утечки, ток утечки затвора, FinFET

Анотація

Предложена ячейка статического оперативного запоминающего устройства SRAM (Static Random Access Memory) на основе 6 полевых транзисторов с вертикально расположенным затвором (FinFET транзистор). FinFET устройства использованы для улучшения рабочих характеристик, уменьшения тока и мощности утечки. Цель этой статьи заключается в снижении тока и мощности утечки ячейки SRAM на основе 6 FinFET транзисторов, используя различные методы 45-нм технологии. Разработана ячейка SRAM на основе 6 FinFET транзисторов и проведен анализ тока и мощности утечки. При разработке устройств памяти с низким потреблением наиболее важной проблемой является минимизация под-порогового тока утечки и тока утечки затвора. Эта работа предлагает метод, основанный на одновременной установке соответствующих значений порогового напряжения, толщины оксидного слоя затвора и напряжения источника питания с целью минимизации под-порогового тока утечки и тока утечки затвора в ячейке SRAM на основе 6 транзисторов. Результаты проведенного моделирования получены с помощью программы Cadence Virtuoso для 45-нм технологии.

Посилання

A 130 nm generation logic technology featuring 70 nm transistors, dual Vt transistors and 6 layers of Cu interconnects / S. Tyagi, M. Alavi, R. Bigwood, T. Bramblett, J. Brandenburg, W. Chen, B. Crew, M. Hussein, P. Jacob, C. Kenyon, C. Lo, B. McIntyre, Z. Ma, P. Moon, P. Nguyen, L. Rumaner, R. Schweinfurth, S. Sivakumar, M. Stettler, S. Thompson, B. Tufts, J. Xu, S. Yang, M. Bohr // Electron Devices Meeting : Int. Tech. Dig. IEDM'00, 10–13 Dec. 2000, San Francisco, CA, USA : proc. — IEEE, 2000. — P. 567–570. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/IEDM.2000.904383.

Shukla N. Kr. Design and analysis of a novel low-power SRAM bit-cell structure at deep-sub-micron CMOS technology for mobile multimedia applications / Neeraj Kr. Shukla, R. K. Singh, Manisha Pattanaik // Int. J. Advanced Comput. Sci. Appl. — 2011. — Vol. 2, No. 5. — P. 43–49. — DOI : http://dx.doi.org/10.14569/IJACSA.2011.020507.

Amelifard B. Reducing the sub-threshold and gate-tunneling leakage of SRAM cells using dual-Vt and dual-Tox assignment / B. Amelifard, F. Fallah, M. Pedram // Design Automation and Test in Europe : IEEE Int. Conf. DATE'06, 6–10 March 2006, Munich : proc. — IEEE, 2006. — Vol. 1. — P. 1–6. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/DATE.2006.243896.

Anand P. R. Reduce leakage currents in low power SRAM cell structures / P. R. Anand, P. C. Sekhar // Parallel and Distributed Processing with Applications Workshops : Ninth IEEE Int. Symp. ISPAW, 26–28 May 2011, Busan : proc. — IEEE, 2011. — P. 33–38. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ISPAW.2011.62.

Shukla N. Kr. Analysis of gate leakage current in IP3 SRAM bit-cell under temperature variations in DSM technology / Neeraj Kr. Shukla, R. K. Singh, Manisha Pattanaik // Int. J. Eng. Technol. — 2012. — Vol. 4, No. 1. — P. 67–71. — DOI : http://dx.doi.org/10.7763/IJET.2012.V4.320.

Leakage current reduction in 6T single cell SRAM at 90nm technology / S. Birla, N. Kr. Shukla, D. Mukherjee, R. K. Singh // Advances in Computer Engineering : IEEE Int. Conf. ACE, 20–21 June 2010, Bangalore, Karnataka, India : proc. — IEEE, 2010. — P. 292–294. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ACE.2010.42.

Leakage power reduction techniques of 55 nm SRAM cells / Li-Jun Zhang, Chen Wu, Ya-Qi Ma, Jian-Bin Zheng, Ling-Feng Mao // IETE Technical Review. — 2011. — Vol. 28, No. 2. — P. 315–318.

Kang S. M. CMOS digital integrated circuits II / S. M. Kang, Y. Leblebici. — TMH publishing company limited, 2007.

Kanda K. 90% write power-saving SRAM using sense-amplifying memory cell / K. Kanda, H. Sadaaki, T. Sakurai // IEEE J. Solid-State Circuits. — Jun. 2004. — Vol. 39, No. 6. — P. 927–933. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2004.827793.

Agarwal A. DRG-cache: a data retention gated-ground cache for low power / A. Agarwal, H. Li, K. Roy // Design Automation Conf. : 39th Int. Conf., 2002 : proc. — IEEE, 2002. — P. 473–478. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/DAC.2002.1012671.

Agarwal A. A single-Vt low-leakage gated-ground cache for deep submicron / A. Agarwal, Hai Li, K. Roy // IEEE J. Solid-State Circuits. — Feb. 2003. — Vol. 38, No. 2. — P. 319–328. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2002.807414.

Modeling and simulation of high speed 8T SRAM cell / Raj Johri, Ravindra Singh Kushwah, Raghvendra Singh, Shyam Akashe // Bio-Inspired Computing: Theories and Applications. Advances in Intelligent Systems and Computing : Seventh Int. Conf. BIC-TA, 2012 : proc. — 2013. — Vol. 2. — P. 245–251. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/978-81-322-1041-2_21.

Sheikh F. The impact of device-width quantization on digital circuit design using FinFET structures / Farhana Sheikh, Vidya Varadarajan // Proc. EE241 Spring. — 2004. — P. 1–6.

SRAM leakage suppression by minimizing standby supply voltage / Hulfang Qin, Yu Cao, D. Markovic, A. Vladimirescu, J. Rabaey // Quality Electronic Design : IEEE Int. Symp., 2004 : proc. — IEEE, 2004. — P. 55–60. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ISQED.2004.1283650.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-07-23

Як цитувати

Кушвах, Р. С., & Сикарвар, В. (2015). Анализ методов уменьшения тока и мощности утечки в ячейке SRAM на основе FinFET транзисторов. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 58(7), 26–39. https://doi.org/10.20535/S0021347015070031

Номер

Том 58 № 7 (2015)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.