電力を再構成可能なFlex Power FPGAの低消費電力プロセスによる試作と評価

摘要

Flex Power FPGA that is FPGA with power reconfigurability aims at the reduction of static power. The reduction of off current in which the static power originates in Flex Power FPGA depends on both the variation width of an off current of MOSFET when the body bias voltage is applied and the fraction of MOSFET with low threshold voltage in a circuit. In the recent years, two or more fabrication processes are prepared in a technology node to satisfy the severe demands on the operational specifications such as a faster operating frequency and lower power consumption in the various target applications. In addition, two or more kinds of MOSFET with a different characteristic exist in each process and the integrated circuit can be designed by selectively using these MOSFETs. And, the behavior of the change in an off current when the body bias voltage is applied to these MOSFETs is different respectively. In this paper, Flex Power FPGA is fabricated by the low power 90nm CMOS process where the variation width of an off current by the applying of the body bias voltage is larger and the off current reduction is evaluated.%電力を再構成可能なFPGAであるFlex Power FPGAは，スタティック電力の削減を目的としている.Flex Power FPGAにおいて，スタティック電力の起源であるオフ電流の削減効果は，MOSFETにボディバイアスを印加した際のオフ電流の変化幅と回路内の低しきい値MOSFETの割合の両方に依存する，近年，様々なアプリケーションにおける動作速度の高速化や消費電力の低減といった動作スペックに対する厳しい要求を満足するために，ある一つのテクノロジーノードの中で複数のプロセスが用意されている.更に，それぞれのプロセスにおいて特性の異なる複数の種類のMOSFETがあり，これらを選択的に用いて集積回路の設計が可能である.そして，これらのMOSFETのボディバイアス時のオフ電流の変化の振る舞いはそれぞれで異なる.今回は，オフ電流の変化幅の大きい低電力プロセスのMOSFETを用いてFlex Power FPGAを試作し，オフ電流削減効果を評価した.