2電源を用いた不揮発性フリップフロップの提案と評価

摘要

LSIのリーク電力削減手法の1つに，磁気トンネル接合（MTJ：Magnetic Tunnel Junction）素子を利用した不揮発性パワーゲーティング（NVPG：NonVolatile Power Gating）がある．NVPGでは，フリップフロップのような揮発性回路をMTJによって不揮発化するため，PGの電源遮断によってデータが消失する問題を解決している．しかし，不揮発性フリップフロップ（NVFF：NonVolatile Flip-Flop）の電源電圧を下げて動作させた場合，通常動作よりも先にMTJへの書込み·読出し動作（不揮発動作）が正常に動作しなくなる．そのため，不揮発動作の動作限界に合わせて電源電圧を設定する必要がある．一方，FFを含むロジック回路は，電力削減のため低電圧で動作させたい．そこで，NVFFにおける通常動作をより低い電圧で動作可能にするため，通常動作を低い電圧で，不揮発動作を高い電圧で行う，2電源を用いたNVFF回路の提案·評価を行った．