An Improved Active Decoupling Capacitor for “Hot-Spot” Supply Noise Reduction in ASIC Designs
Notice bibliographique
Résumé
On-chip decoupling capacitors (decaps) are widely used to reduce power supply noise by placing them at the appropriate locations on the chip between blocks. While passive decaps can provide a certain degree of protection against IR drop, if a problem is found after the physical design is completed, it is difficult to implement a quick fix to the problem. In this paper, we investigate the use of an active decap as a drop-in replacement for passive decaps to provide noise reduction for these so-called ldquohot-spotrdquo IR drop problems found late in the design process. A modified active decap design is proposed for ASIC applications operating up to 1 GHz. Our improvement uses latch-based comparators as the sensing circuit, which provides a better power/delay tradeoff than previous designs and incorporates hysteresis to minimize unnecessary switching. It is implemented in a 1 V-core 90 nm CMOS process with a total area of 0.085 mm <sup xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sup> and static power of 2.8 mW. Measurements from a number of test chips show that using an active decap can provide between 10%-20% noise reduction in the 200 MHz-1 GHz frequency range over its passive counterpart. Sizing and placement analyses are also carried out using circuit simulation. The active decap is most effective when placed in close proximity to the hot-spot, as compared to the passive decap which is less sensitive to the exact location. Overall, if sized and placed properly, active decaps can provide an additional 20% reduction in supply noise over passive decaps.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».