Contrôle distribué de la tension d'alimentation dans les architectures GALS et proposition d'un sélecteur dynamique d'alimentation

par Sylvain Miermont

Thèse de doctorat en Micro et nano-électronique

Sous la direction de Marc Renaudin et de Pascal Vivet.

Soutenue en 2008

à Grenoble INPG .


  • Résumé

    Alors que le besoin en puissance de calcul augmente, les contraintes sur la consommation des circuits intégrés n’ont jamais été aussi fortes. L’ajustement dynamique de la tension d’alimentation permet d’accroitre l’efficacité énergétique en ajustant le compromis entre puissance de calcul et puissance électrique consommée. Toutefois, sur des circuits comportant de nombreuses unités fonctionnelles, le gain reste limité. Ce travail propose une architecture dite LDVS qui s’appuie sur les techniques GALS, et un sélecteur dynamique d’alimentation innovant, afin de contrôler à grain fin la performance énergétique d’un circuit intégré. Ce sélecteur d’alimentation, compact et facilement intégrable, a été implémenté sur un prototype en CMOS 65 nm et ses performances validées. Enfin, une extension de l’architecture LDVS, est proposée afin de compenser les problèmes liés à la variabilité, particulièrement critiques dans les technologies les plus récentes.

  • Titre traduit

    Ditributed control of supply voltage in GALS architectures and proposal of a dynamic power supply selector


  • Résumé

    The need for more computing power grow stronger, but constraints on power consumption of integrated circuit had never been so strong. Dynamic supply voltage scaling allows a better energy efficiency by adjusting the trade. Off between computing power and electric power. However, on circuits with numerous functional units, gains of this technique are limited if units processing load is uncorrelated. This work proposes an architecture called LDV~ based on globally asynchronous (GALS) techniques, and an innovative dynamic power supply selector, allowing fine-grain control of energy efficiency in an integrated circuit. This compact and easy to integrate power supply selector had been implemented in a 65 nm CMOS prototype and its characteristics were validated. Finally, an extension of the LDVS architecture, called LA YS, is proposed to compensate variability, which is a critical problem in new CMOS technologies, and to transform a spread in performance into a spread in energy efficiency.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (162 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 104 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/INPG/0100/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
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