Las arquitecturas y los circuitos integrados VLSI modernos se juzgan de acuerdo con el rendimiento y la eficiencia energética.
Sabemos que la disipación de potencia se puede clasificar como potencia dinámica y potencia estática. En los circuitos integrados modernos, la energía estática contribuye en gran medida a la disipación de energía general, además de la energía dinámica.
La potencia dinámica depende de la carga y descarga de la capacidad de carga, la frecuencia de conmutación y, lo que es más importante, tiene una dependencia cuadrática del voltaje aplicado. Por lo tanto, el voltaje de escala tiene un efecto positivo en la reducción de la potencia dinámica, pero afecta negativamente el rendimiento (retraso) de los transistores, es decir, el retraso aumenta a medida que disminuimos el voltaje.
La potencia estática se puede reducir mediante el uso de celdas de alto Vt en el diseño. Entonces, con la escala del suministro de voltaje, Vt también cambiará, lo que aumentará la fuga. A medida que el suministro escalado se acerca al voltaje de Vt, las características de CC pueden verse afectadas. Sin embargo, si la arquitectura IC o VLSI se implementa en la tecnología CMOS (la implementación de CMOS es robusta para el voltaje de suministro), puede obtener la funcionalidad deseada pero puede afectar otros parámetros, como un margen de ruido reducido.
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Escalar el voltaje de suministro significa reducir la oscilación de la señal, lo que a su vez hace que el diseño sea sensible al ruido externo que es aleatorio y, en general, no escala.
Fuente :
- Jan Rabaey Circuitos integrados digitales: una perspectiva de diseño
- Manual Metodológico de Baja Potencia – Publicaciones Springer