英国ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。目前开发了新版可动态检测并校正逻辑电路时序错误的技术“Razor”,并已在具有ARM的ISA(Industrial Standard Architecture,工业标准结构总线)的CPU(Central Processing Unit)内核上采用。这是在2010年2月8 日开始举行的半导体相关国际会议“ISSCC 2010”上公布的(论文序号:15.6)。据称,功耗(主动功耗与漏电功耗合计)削减了52%。在功耗偏差方面,不采用Razor时,批量间偏差为37mW,而采用Razor后,则可控制在10mW范围内。该技术由ARM与美国密西根大学(University of Michigan)共同开发。
ARM为削减CPU内核的功耗,在此之前就一直在开发Razor技术。普遍情况下,普通的LSI(Large-scale integration )设计为了不使工艺偏差、电源噪声(PI)以及PLL(Phase Locked Loop)的抖动等导致的逻辑电路偏差,在设计时都会保留充分的冗余(余度),但随技术的微细化导致的工艺误差的增大,这种冗余反而浪费了很大的功耗。通过在逻辑电路中嵌入错误检测功能,可在即将发生错误之前,动态降低电源电压,以此能降低功耗。
错误检测通过对触发器(FF)添加名为“transition-detector(TD)”的电路进行。此次安装了支持ARM ISA子集的内核,在2976个FF中,相当于总数17%的503个FF添加了TD。该内核可在1GHz下工作。采用联华电子(UMC)的65nm级 CMOS技术制造,并对63个样品进行了检测。据悉,这次的TD与ARM于08年在ISSCC上发布的“RazorII”不同,可利用普通的时钟(占空比为50%)。
错误校正(恢复)通过使微处理器的管线延迟,并再次执行未提交的指令而实现的。即Razor是电路技术及微架构技术的混合形态。
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