Développement de modèles pour l'évaluation des performances ...

Chapitre V: Evaluation des performances avec des outils de CAO conventionnels.
Si on se focalise sur la comparaison entre les architectures FDSOI et Trigate, les graphes de la Figure V-33 peuvent
se lire différemment. En nous focalisant sur l’anneau résonnant FanOut 3 avec une charge de sortie de 2fF, la
Figure V-30 nous indique que, à V dd =0.9V, le FDSOI avec FBB est l’architecture la plus rapide, et que le FDSOI est
plus rapide que le Trigate-A, mais moins que le Trigate-B. Les écarts sont rappelés dans la Figure V-34. Mais, pour
un concepteur de circuit, la tension d’alimentation est une variable, et c’est plutôt la consommation totale du
circuit qui va limiter la performance. En effet, ce dernier peut ajuster la tension d’alimentation pour que la
consommation soit à sa limite maximum, et, de la sorte, à ce que la fréquence soit maximale.
La puissance dynamique est liée à la capacité équivalente (Eq.V-14). Par conséquent, si on fixe la valeur de la
puissance dynamique, cette dernière est atteinte pour une valeur de tension d’alimentation plus faible dans le cas
de l’architecture Trigate. Cela explique pourquoi les écarts en vitesse entre les architectures FDSOI et Trigate vus
à tension d’alimentation constante (Figure V-34-a) sont exacerbés par la comparaison à puissance dynamique
constante (Figure V-34-b). On constate même par cette comparaison que l’architecture FDSOI est plus
performante que les deux architectures Trigate, car elle présente un meilleur compromis puissance
dynamique/fréquence (la même puissance dynamique est atteinte pour une tension d’alimentation 100mV plus
faible pour le FDSOI que pour le Trigate).
tel-00820068, version 1 - 3 May 2013
a)
vs FD 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
FD_FBB 35.2% 24.0% 18.0% 14.0% 11.0% 8.8% 7.2%
Trigate A 18.9% 4.2% -3.1% -7.5% -10.4% -12.5% -14.1%
Trigate B 16.7% 9.7% 6.0% 3.5% 1.6% 0.1% -1.1%
vs FD_FBB 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
FD -26.0% -19.3% -15.2% -12.3% -9.9% -8.1% -6.7%
Trigate A -12.0% -16.0% -17.8% -18.8% -19.3% -19.6% -19.9%
Trigate B -13.6% -11.5% -10.2% -9.2% -8.5% -8.0% -7.7%
vs FD 0.1mW 0.2mW 0.3mW 0.4mW
Freq Vdd Freq Vdd Freq Vdd Freq Vdd
FD_FBB 13.2% 0.79 7.1% 0.93 5.7% 1.04 4.2% 1.13
Trigate A -11.8% 0.74 -15.7% 0.89 -15.9% 1 -16.9% 1.1
Trigate B -5.0% 0.75 -5.7% 0.9 -6.2% 1 -6.3% 1.09
vs FD_FBB 0.1mW 0.2mW 0.3mW 0.4mW
Freq Vdd Freq Vdd Freq Vdd Freq Vdd
FD -11.7% 0.81 -6.6% 0.97 -5.4% 1.08 -4.1% 1.18
Trigate A -22.1% 0.74 -21.2% 0.89 -21.0% 1 -20.3% 1.1
Trigate B -16.1% 0.75 -12.0% 0.9 -11.2% 1 -10.1% 1.09
b)
Figure V-34 : Ecart (%) en fréquence entre chaque architecture pour un anneau résonnant d’inverseurs
FanOut 3 avec une charge de sortie de 2fF à même tension d’alimentation (a) et à même puissance dynamique
(b) en prenant pour référence le FDSOI puis le FDSOI avec FBB.
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