Análisis de los flip-flops no volátiles de alta tecnología de transferencia de torque de giro, considerando el rendimiento de restauración en la región de voltaje cercana/al umbral
Autores: Choi, Gwang Hui; Na, Taehui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Análisis de los flip-flops no volátiles de alta tecnología de transferencia de torque de giro, considerando el rendimiento de restauración en la región de voltaje cercana/al umbral
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Consumo de energía por fugas
Internet de las cosas
Vida útil de la batería
Unión magnética de túnel de transferencia de espín
Flip-flop no volátil
Problema de perturbación de lectura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, el consumo de energía por fuga de potencia de los dispositivos de Internet de las Cosas (IoT) se ha convertido en un problema principal a abordar, debido a que la escala de la tecnología de procesos aumenta la corriente de fuga en los dispositivos de IoT que tienen una capacidad de batería limitada, lo que resulta en la reducción de la vida útil de la batería. El método más efectivo para extender la vida útil de la batería es apagar el dispositivo durante el modo de espera. Por esta razón, se está considerando el flip-flop no volátil (NVFF) basado en la unión magnética de túnel con transferencia de espín (STT-MTJ) como un fuerte candidato para almacenar los datos de computación. Dado que existe un riesgo de que la resistencia de MTJ pueda cambiar durante la operación de lectura (es decir, el problema de perturbación de lectura), NVFF debe considerar el problema de perturbación de lectura para satisfacer la restauración de datos confiable. Hasta la fecha, se han propuesto varios NVFF. Aunque satisfacen el rendimiento de restauración objetivo de 4, la mayoría de ellos no tienen en cuenta la perturbación de lectura. Además, varios NVFF propuestos recientemente que se centran en la técnica de cancelación de desplazamiento para mejorar el rendimiento de restauración tienen una limitación obvia al disminuir el voltaje de suministro (V), porque la técnica de cancelación de desplazamiento utiliza la operación de interruptor en el camino crítico que puede empeorar el rendimiento de restauración en la región cercana/subumbra. En este sentido, este documento analiza los NVFF basados en STT-MTJ de última generación con respecto a la región de voltaje y proporciona una visión de que un circuito simple que no tiene técnica de cancelación de desplazamiento podría lograr un mejor rendimiento de restauración en la región de voltaje cercana/subumbra. Los resultados de simulación de Monte-Carlo HSPICE, utilizando parámetros del modelo de 28 nm compatibles con la industria, muestran que en caso de V de 0,6 V, los circuitos NVFF complejos con característica de tolerancia al desplazamiento tienen un mejor rendimiento de restauración, mientras que en caso de V de 0,4 V con estrategia de aumento de tamaño, un circuito NVFF simple sin característica de tolerancia al desplazamiento tiene un mejor rendimiento de restauración.
Descripción
Recientemente, el consumo de energía por fuga de potencia de los dispositivos de Internet de las Cosas (IoT) se ha convertido en un problema principal a abordar, debido a que la escala de la tecnología de procesos aumenta la corriente de fuga en los dispositivos de IoT que tienen una capacidad de batería limitada, lo que resulta en la reducción de la vida útil de la batería. El método más efectivo para extender la vida útil de la batería es apagar el dispositivo durante el modo de espera. Por esta razón, se está considerando el flip-flop no volátil (NVFF) basado en la unión magnética de túnel con transferencia de espín (STT-MTJ) como un fuerte candidato para almacenar los datos de computación. Dado que existe un riesgo de que la resistencia de MTJ pueda cambiar durante la operación de lectura (es decir, el problema de perturbación de lectura), NVFF debe considerar el problema de perturbación de lectura para satisfacer la restauración de datos confiable. Hasta la fecha, se han propuesto varios NVFF. Aunque satisfacen el rendimiento de restauración objetivo de 4, la mayoría de ellos no tienen en cuenta la perturbación de lectura. Además, varios NVFF propuestos recientemente que se centran en la técnica de cancelación de desplazamiento para mejorar el rendimiento de restauración tienen una limitación obvia al disminuir el voltaje de suministro (V), porque la técnica de cancelación de desplazamiento utiliza la operación de interruptor en el camino crítico que puede empeorar el rendimiento de restauración en la región cercana/subumbra. En este sentido, este documento analiza los NVFF basados en STT-MTJ de última generación con respecto a la región de voltaje y proporciona una visión de que un circuito simple que no tiene técnica de cancelación de desplazamiento podría lograr un mejor rendimiento de restauración en la región de voltaje cercana/subumbra. Los resultados de simulación de Monte-Carlo HSPICE, utilizando parámetros del modelo de 28 nm compatibles con la industria, muestran que en caso de V de 0,6 V, los circuitos NVFF complejos con característica de tolerancia al desplazamiento tienen un mejor rendimiento de restauración, mientras que en caso de V de 0,4 V con estrategia de aumento de tamaño, un circuito NVFF simple sin característica de tolerancia al desplazamiento tiene un mejor rendimiento de restauración.