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Leakage Current Estimation of CMOS Circuit with Stack Effect

Journal of Computer Science & Technology 2004年第5期19卷 708-717页

作者： Yong-JunXu Zu-YingLuo Xiao-WeiLi Li-JianLi Xian-LongHong InstituteofComputingTechnology TheChineseAcademyofSciencesBeijing100080P.R.China DepartmentofComputerScienceandTechnology TsinghuaUniversityBeijing100084P.R.China GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences Beijing100039P.R.China nationalasicdesignengineeringcenter InstituteofAutomationTheChineseAcademyofSciencesBeijin100080P.R.China

Leakage current of CMOS circuit increases dramatically with the technologyscaling down and has become a critical issue of high performance system. Subthreshold, gate andreverse biased junction band-to-band tunneling (BTBT) leakages are considered three maindeterminants of total leakage current. Up to now, how to accurately estimate leakage current oflarge-scale circuits within endurable time remains unsolved, even though accurate leakage modelshave been widely discussed. In this paper, the authors first dip into the stack effect of CMOStechnology and propose a new simple gate-level leakage current model. Then, a table-lookup basedtotal leakage current simulator is built up according to the model. To validate the simulator,accurate leakage current is simulated at circuit level using popular simulator HSPICE forcomparison. Some further studies such as maximum leakage current estimation, minimum leakage currentgeneration and a high-level average leakage current macromodel are introduced in *** on ISCAS85 and ISCAS89 benchmarks demonstrate that the two proposed leakage currentestimation methods are very accurate and efficient.

关键词： computer-aided design leakage current estimation stack effect macromodeling propagation of signal probability

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基于堆栈效应的CMOS电路漏电流估计

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Journal of Computer Science & Technology 2004年第C00期19卷 95-95页

随着集成电路工艺几何尺寸的日益缩小和电路系统复杂度的进一步提高，特别是SOC的发展和电池供电的移动设备的广泛应用，芯片的功耗成为一个日趋重要的问题。电路功耗的来源可以分为动态功耗和静态功耗两个部分，动态功耗主要来自功能... 详细信息

随着集成电路工艺几何尺寸的日益缩小和电路系统复杂度的进一步提高，特别是SOC的发展和电池供电的移动设备的广泛应用，芯片的功耗成为一个日趋重要的问题。电路功耗的来源可以分为动态功耗和静态功耗两个部分，动态功耗主要来自功能跳变、短路电流、竞争冒险等，曾经是电路功耗的主要来源。进入深亚微米工艺后，静态功耗以近乎指数形式增长，并成为能与动态功耗相抗衡的功耗来源。研究表明，在90nm工艺下，静态功耗已经占整个电路功耗的42％以上。静态功耗不仅影响着IDDQ测试方法，而且已经成为整体功耗的重要来源。因此，静态功耗的估计及优化方面的研究就变得越来越重要。

关键词：静态功耗电路功耗动态功耗 CMOS电路集成电路工艺深亚微米工艺 90nm工艺堆栈指数形式复杂度

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