薄膜BOX-SOIを用いた基板バイアス制御による低消費電力スタンダードセルメモリの設計と実装

摘要

スタンダードセルメモリ（Standard Cell Memory：SCM）はSRAMに代わる低電圧動作可能な組み込みメモリである。本研究ではFD-SOIデバイスの一つである薄膜BOX-SOI（Silicon-on-Thin-BOX MOSFET：SOTB）を用いて、低消費電力SCMのための最適な基板バイアス制御を可能とする、自動レイアウト設計手法の検討を行った。シミュレーションの結果、提案する自動レイアウト手法により、通常のフローで設計したSCMと比較して、配線長を22%短縮し、消費エネルギーを平均57%削減することができた。さらに、最適な基板バイアス制御により閾値電圧付近においてもリークエネルギーを削減することで、電源電圧0.3Vで最小エネルギー3.7fJ/bitとなり、既存研究で提案されているサブスレッショルド動作のメモリと比較しても優れた結果を示すことができた。