【摘 要】
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伴随着国家对集成电路产业的越发重视,集成电路设计的发展越来越快,尤其在物联网类应用中,其中大量运用到集成电路设计。随着物联网智能电子产品的发展,其所具有的功能越加复杂,产品越加精巧,但为其所供电的电池却并没有重大突破,因此为了让这些智能电子产品具有可观的续航能力,低功耗集成电路设计就显得至关重要。并且为更好的满足很多低速、低功耗的物联网类应用,设计一套符合其标准的数字标准单元库,就显得意义非凡。本
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伴随着国家对集成电路产业的越发重视,集成电路设计的发展越来越快,尤其在物联网类应用中,其中大量运用到集成电路设计。随着物联网智能电子产品的发展,其所具有的功能越加复杂,产品越加精巧,但为其所供电的电池却并没有重大突破,因此为了让这些智能电子产品具有可观的续航能力,低功耗集成电路设计就显得至关重要。并且为更好的满足很多低速、低功耗的物联网类应用,设计一套符合其标准的数字标准单元库,就显得意义非凡。本文基于国内商用XXXnm工艺设计了一套全定制的近阈值超低功耗数字标准单元库,并成功流片。本文的设计运用电源电压缩放和凹凸阱技术,在已有的电路基础上做出结构调整和尺寸改进,以达到低速低功耗的设计目标。同时也完成了用于测试标准单元性能的验证芯片。本文设计的测试芯片主要从器件、单元和电路这三个方面对所设计的标准单元进行评估。从后仿真和实际测试结果来看,器件方面,通过比较MOS管阵列后仿真结果和所测得的I-V特性曲线发现,发现使用匹配LOD效应的MOS管阵列中的MOS管偏向SS工艺角;单元方面,通过比较5种不同基本逻辑单元所构成的环形振荡器的后仿真结果和所测得的输出结果发现,基本单元的性能和功耗基本符合设计目标中对低速和低功耗的要求;电路方面,通过比较分别使用商用和本文所建立的标准单元库进行设计的ALU（Arithmetic and Logic Unit）数字电路的仿真结果可知,对比处于同在亚阈值电压0.65V下的商用标准单元库而言,使用本文设计的低功耗标准单元库,其电路中的总功耗降低25.8%左右。
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