亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

UFBBR: A Unified Frequency and Back-Bias Regulation Unit for Ultralow-Power Microcontrollers in 28-nm FDSOI

微控制器 偏压 电气工程 计算机科学 电压 工程类
作者
Maxime Schramme,David Bol
出处
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems I-regular Papers [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:70 (6): 2464-2477 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tcsi.2023.3257270
摘要

Sensitivity to process, voltage, and temperature (PVT) variations constitutes a serious obstacle in ultralow- voltage/ultralow-power (ULV/ULP) circuits and systems. To address this challenge, we propose a unified frequency/back-bias regulation (UFBBR) macro embedded in a custom ULP ARM Cortex-M4 microcontroller unit (MCU) manufactured in 28-nm FDSOI technology. The UFBBR technique combines the generation of a 32-to-80 MHz system clock and asymmetric adaptive back biasing for PVT compensation. Relying on a novel dual-output frequency-locked loop, it senses both the logic speed and the N/PMOS process imbalance using back-bias-controlled oscillators, and generates adequate forward back-bias voltages with digitally-controlled oscillators followed by switched-capacitor charge-pumps for fast current actuation. Compared to a situation with zero back biasing and appropriate frequency/voltage margins, the UFBBR provides $15\times $ of frequency boosting at 0.4 V or 180 mV of voltage reduction at 64 MHz. It leverages software-programmable configuration knobs to achieve a fast wake-up of $8 ~\mu \text{s}$ and an in-lock power of $22 ~\mu \text{W}$ , with an area overhead below 0.032 mm2. In sleep, it drives the back-bias voltages towards 0 V and disables the clock for minimum power consumption. These features help the MCU system achieve a minimum energy point of $5.5 ~\mu \text{W}$ /MHz and a sleep power of $7.7 ~\mu \text{W}$ .
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JamesPei应助激昂的雅青采纳,获得30
6秒前
16秒前
wang发布了新的文献求助10
16秒前
陶醉发箍完成签到 ,获得积分10
30秒前
wodetaiyangLLL完成签到 ,获得积分10
34秒前
46秒前
可爱慕卉发布了新的文献求助10
52秒前
52秒前
1分钟前
Lucas应助不安的若采纳,获得10
1分钟前
mangata发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
SUDA发布了新的文献求助10
1分钟前
SUDA完成签到,获得积分20
1分钟前
yipmyonphu完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
不安的若发布了新的文献求助10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
ddd发布了新的文献求助10
3分钟前
Ava应助ddd采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
qiuqiuni发布了新的文献求助10
3分钟前
Yang发布了新的文献求助30
3分钟前
李健的小迷弟应助dd采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
dd发布了新的文献求助10
4分钟前
dd完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
星星虫发布了新的文献求助10
4分钟前
杨政远完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
5分钟前
杨政远发布了新的文献求助10
5分钟前
星星虫完成签到,获得积分10
5分钟前
顺利的羽发布了新的文献求助10
5分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
No Good Deed Goes Unpunished 1100
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6102203
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7931694
关于积分的说明 16429269
捐赠科研通 5230676
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2795477
邀请新用户注册赠送积分活动 1777843
关于科研通互助平台的介绍 1651234