Design of Static Single-Phase Flip-Flops for Energy-Efficient Near-Threshold Voltage Operation
Notice bibliographique
Résumé
Flip-flops (FFs) and clock distribution networks, two core parts of the clocking system, are becoming increasingly important in chip design. They consume 60% of the overall dynamic power because of the constant clock transition and a large number of clock transistors in each FF. FFs and latches dissipate 50% of the overall dynamic power. They also have a significant impact on the performance, robustness, and size of the circuit in the near-threshold voltage (NTV) region. Thus, static and energy-efficient FFs are required in sequential circuits for NTV operation. In this paper, we propose two static contention-free single-phase negative edge-triggered flip-flops: a Low Transistor Count FF (LTCFF) and an Ultra-Low Power FF (ULPFF). Both designs reduce the number of clock transistors to just four. In the LTCFF, the transistor count is reduced to 16 by using a merging and sharing approach, while the static behavior of the FF is kept. The ULPFF, consisting of only 22 transistors, is extended from the LTCFF by eliminating redundant internal transitions to ensure ultra-low power operation. Designed in a 65-nm technology using Cadence Virtuoso, the proposed LTCFF and ULPFF achieve a reduction of 68.77% (or 67.05%) and 74.22% (or 70.58%) in the power-delay product (PDP), compared to the widely used transmission gate flip-flop (TGFF) at a supply voltage of 1 V and 1 GHz clock frequency (or 0.4 V and 25 MHz) with 10% data activity. These designs are simulated with different voltages from 0.4 V to 1 V and process corners to ensure good performance in near-threshold operation and that there are no floating nodes for any input combination.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».