소형화와 저전력화를 위해 2M-byte on-chip SRAM과 아날로그 회로를 포함하는 SoC SoC including 2M-byte on-chip SRAM and analog circuits for Miniaturization and low power consumption원문보기
다종의 CPU를 기반으로 ADC와 DC-DC 변환기를 포함하며 2M-byte의 SRAM이 내장된 SoC가 제안되었다. CPU 코어는 12-bit MENSA 코어, 32-bit Symmetric Multi-core 프로세서, 16-bit CDSP로 구성된다. 외부 SDRAM 메모리를 제거하기 위해 내부의 2M-byte SRAM을 설계하였으나 SRAM 블록들이 넓은 영역에 분포하여 기생 성분에 의해 속도가 저하되므로 SRAM을 작게 분할하여 레이아웃 하였다. 설계된 SoC는 55nm 공정으로 개발되었으며 속도는 200MHz이다.
다종의 CPU를 기반으로 ADC와 DC-DC 변환기를 포함하며 2M-byte의 SRAM이 내장된 SoC가 제안되었다. CPU 코어는 12-bit MENSA 코어, 32-bit Symmetric Multi-core 프로세서, 16-bit CDSP로 구성된다. 외부 SDRAM 메모리를 제거하기 위해 내부의 2M-byte SRAM을 설계하였으나 SRAM 블록들이 넓은 영역에 분포하여 기생 성분에 의해 속도가 저하되므로 SRAM을 작게 분할하여 레이아웃 하였다. 설계된 SoC는 55nm 공정으로 개발되었으며 속도는 200MHz이다.
Based on several CPU cores, an SoC including ADCs, DC-DC converter and 2M-byte SRAM is proposed in this paper. The CPU core consists of a 12-bit MENSA, a 32-bit Symmetric multi-core processor, as well as 16-bit CDSP. To eliminate the external SDRAM memory, internal 2M-byte SRAM is implemented. Becau...
Based on several CPU cores, an SoC including ADCs, DC-DC converter and 2M-byte SRAM is proposed in this paper. The CPU core consists of a 12-bit MENSA, a 32-bit Symmetric multi-core processor, as well as 16-bit CDSP. To eliminate the external SDRAM memory, internal 2M-byte SRAM is implemented. Because the SRAM normally occupies huge area, the parasitic components reduce the speed of SoC. In this work, the SRAM blocks are divided into small pieces to reduce the parasitic components. The proposed SoC is developed in a standard 55nm CMOS process and the speed of SoC is 200MHz.
Based on several CPU cores, an SoC including ADCs, DC-DC converter and 2M-byte SRAM is proposed in this paper. The CPU core consists of a 12-bit MENSA, a 32-bit Symmetric multi-core processor, as well as 16-bit CDSP. To eliminate the external SDRAM memory, internal 2M-byte SRAM is implemented. Because the SRAM normally occupies huge area, the parasitic components reduce the speed of SoC. In this work, the SRAM blocks are divided into small pieces to reduce the parasitic components. The proposed SoC is developed in a standard 55nm CMOS process and the speed of SoC is 200MHz.
SoC 칩을 위한 보드의 주요 부품은 SoC칩, SDRAM 메모리, Serial flash 메모리가 될 수 있는데 Serial Flash 메모리는 비교적 소형이고 부스팅용으로 사용되기 때문에 반드시 필요하고 On-Chip으로 사용하면 신뢰성 등 여러 문제가 발생하기 쉽다. 논문에서는 시스템의 소형화와 저전력화를 위해 외부 SDRAM을 없애는 방법을 제안하였다. 또한 면적을 줄이기 위해 DC-DC컨버터가 내장된 SoC를 제안하였다.
제안 방법
와 같다. ADC에 대한 정확한 평가를 위해서 SoC에 ADC 테스트 모드를 추가해서 ADC의 디지털 신호들도 칩의 pin을 통해서 직접 제어하고 모니터링 할 수 있도록 하였다. 그림 3.
모듈을 소형화하고 전력소비를 줄이기 위해 외부에 SDRAM 메모리를 사용하는 대신에 2M byte의 on-chip SRAM을 사용하였다. DC-DC 컨버터를 내장하도록 설계하여서 전원 회로의 부품 수도 줄이도록 하였다.
대상 데이터
총 8개의 256K byte SRAM 그룹이 있고, 각 그룹은 8개의 SRAM macro cell로 구성된다. 256K byte 그룹은 SRAM BLOCK IF라는 블록과 연결되는데 SRAM BLOCK IF는 256K byte 그룹을 macro cell처럼 보이도록 하는 기능을 수행하고 SRAM TOP IF와 연결하는 역할을 한다.
성능/효과
아날로그를 디지털 신호로 변환하기 위해 ADC가 내장되었으며 이 경우 내장된 16-bit DSP processor가 사용된다. 또한 SoC에 안정적인 1.2V 전압을 공급해주기 위해 DC-DC 변환기가 내장되어 외부에서 필요로 하는 요소들을 줄일 수 있었다. 모듈의 소형화와 저전력화를 위해 SoC 내부에 2M-byte의 SRAM을 설계하였다.
모듈의 소형화와 저전력화를 위해 SoC 내부에 2M-byte의 SRAM을 설계하였다. 설계된 SoC는 55nm 공정으로 개발되었으며 속도는 200MHz이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
SoC는 어떻게 구성되는가?
SoC는 32-bit RISC MENSA CPU, 32-bit Symmetric Multi-core processor, 그리고 2개의 16-bit CDSP16으로 구성되어 있고 CPU의 프로그램 개발을 위한 디버거 인터페이스를 포함한다.
웨어러블 디바이스의 저전력, 소형화를 위해 어떻게 해야하는가?
SoC 칩을 위한 보드의 주요 부품은 SoC칩, SDRAM 메모리, Serial flash 메모리가 될 수 있는데 Serial Flash 메모리는 비교적 소형이고 부스팅용으로 사용되기 때문에 반드시 필요하고 On-Chip으로 사용하면 신뢰성 등 여러 문제가 발생하기 쉽다. 논문에서는 시스템의 소형화와 저전력화를 위해 외부 SDRAM을 없애는 방법을 제안하였다. 또한 면적을 줄이기 위해 DC-DC컨버터가 내장된 SoC를 제안하였다.
SoC 칩을 위한 보드의 주요 부품은 무엇들이 있는가?
이를 위하여 시스템에서 요구되는 각 블록을 하나의 칩으로 구성한다. SoC 칩을 위한 보드의 주요 부품은 SoC칩, SDRAM 메모리, Serial flash 메모리가 될 수 있는데 Serial Flash 메모리는 비교적 소형이고 부스팅용으로 사용되기 때문에 반드시 필요하고 On-Chip으로 사용하면 신뢰성 등 여러 문제가 발생하기 쉽다. 논문에서는 시스템의 소형화와 저전력화를 위해 외부 SDRAM을 없애는 방법을 제안하였다.
참고문헌 (1)
I. Naiki, et al. "Center wordline cell: A new symmetric layout cell for 64 Mb SRAM", Electron Devices Meeting, 1993. IEDM '93. Technical Digest., International, Dec. 1993. DOI : 10.1109/IEDM.1993.3472741
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