【摘 要】
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该文着重讨论了微处理器中功耗开销最大的模块-存储器系统-的低功耗设计方法.首先讨论了低功耗静态随机存储器(SRAM)的电路级设计方法.在电流灵敏技术的基础上,该文提出了一
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该文着重讨论了微处理器中功耗开销最大的模块-存储器系统-的低功耗设计方法.首先讨论了低功耗静态随机存储器(SRAM)的电路级设计方法.在电流灵敏技术的基础上,该文提出了一种新的电流灵敏放大器及位线延时优化电路.接着详细讨论了存储器系统中各模块的结构级低功耗设计方法,包括多口寄存器堆、Cache以及MMU.在TSMC 0.35um CMOS工世下,该文分别采用电压工作方式和电流工作方式全定制实现了32×32bit五口寄存器堆,并对二者的速度和功耗进行了比较.在SMIC 0.18um CMOS工艺下,该文具体设计了一个32位RISC微处理器(其指令集与MIPS32兼容)的Cache模块和MMU模块.其中,Cache模块采用串行访问Tag/Data RAM、省略Tag查找以及增加Write buffer和Fill buffer等方法,来提高处理器的CPI并降低访存能量;MMU模块通过采用二级TLB结构来兼顾TLB的虚实地址转换速率以及TLB的命中率.
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