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随着集成电路的工艺水平进入到纳米层级时,器件的诸多负面效应逐渐突显出来,其中负偏置温度不稳定性(Negative Bias Temperature Instability, NBTI)效应成为影响集成电路可靠性与使用寿命的重要因素之一。长期的NBTI效应会造成电路的时延增加,速度降低,并最终导致电路的功能失效。针对NBTI效应的分析与研究已成为集成电路抗老化设计的重要课题之一。同时,电压的非等比缩小带来较大的泄漏功耗(Leakage Power),严重影响到器件的使用寿命,研究如何降低电路的泄漏功耗也是低功耗设计领域的重要内容之一。现有方案通过输入向量控制(IVC)结合门替换(GR)技术缓解负偏置温度不稳定性(NBTI)引起的电路老化,却存在GR应用可能破坏IVC抗老化效果的问题,本文提出了一种输入向量控制与传输门(TG)插入相结合的方案来缓解电路的NBTI效应,对于切分的子电路动态回溯寻找其最优输入向量,在不破坏IVC优化效果的情况下,通过插入传输门来消除合并子电路时产生的逻辑冲突,最终得到复原后的目标电路的最优输入控制向量。实验结果表明:本文的IVC与传输门结合方案对于电路的时延退化改善率为57.74%,面积开销为1.69%,与IVC与GR方案相比,时延退化改善率提高0.67倍,面积开销降低0.42倍,体现了本文方案能够更好的缓解电路的NBTI老化效应。本文的IVC与传输门插入方案仅考虑到对于NBTI效应的缓解,却未能减少电路的静态泄漏功耗,为了满足集成电路设计的低功耗要求,本文给出了协同缓解电路NBTI与降低泄漏功耗方案,在IVC与传输门插入方案基础上加以操作;当寻找子电路最优输入向量时,在非关键路径上降低电路的泄漏功耗,同时在关键路径上,基于缓解电路NBTI效应的基础上进一步减少泄漏功耗,最终通过合并子电路得到最优输入向量来协同缓解电路的NBTI效应与降低泄漏功耗。相比较IVC与GR的协同优化方案,本文方案在电路泄漏功耗几乎相同的前提下,时延退化改善率提高了 0.51倍,更加有利于NBTI效应的缓解与泄漏功耗的降低。