島内消費電力量見積もりにもとづく温度特性を考慮したRDRアーキテクチャ向け高位合成手法

摘要

半導体の微細化技術向上に伴い，ICチップ内部の発熱，特にホットスポットと呼ばれる局所的に温度の高い空間が問題となっている．一方，微細化技術向上に伴ってゲート遅延より配線遅延が支配的となったため，高位合成段階で配線遅延を考慮する必要が生じている．これら双方の問題に対処するため，配線遅延を考慮した設計が可能なRDRアーキテクチャを対象に，温度特性を考慮した高位合成手法が提案された．本論文では，従来手法における島内消費電力量の見積もり式を改良し，島内消費電力量見積もりにもとづく温度特性を考慮したRDRアーキテクチャ向け高位合成手法を提案する．RDRアーキテクチャはチップ内部を同じ面積の島に分割するため，提案手法では演算の実行回数に注目して島間の消費電力量を均一化し，ホットスポットの温度を削減する．さらに，レジスタやマルチプレクサがチップ内部の発熱に与える影響を見積もり，RDRアーキテクチャ上の空き領域に新たな演算器を配置することで，ホットスポットの温度最小化を図る．計算機実験により，提案手法は従来手法と比較して最大15.51％ホットスポットの温度を削減できることを確認した．