【48812】上海交大毛志刚教授团队在JSSC上宣布两篇学术效果

　　近来，电子信息与电气工程学院微纳电子学系教授毛志刚、教授何卫锋团队在世界尖端期刊《IEEE固态电路杂志》（IEEE Journal of Solid-State Circuits，简称JSSC）上接连宣布两篇学术效果。

　　TICA：面向近阈值、深度流水SHA256电路的时序裕量估测及自适应紧缩技能

　　近阈值电路因为具有高核算能效的优势而得到了广泛重视。但是，在低电压下，剧烈的工艺、电压、温度（PVT）动摇导致芯片需求设置极大的失望时序裕量来保证其功用的正确性，由此限制了电路功能和能效的提高。

　　针对以上问题，研讨团队提出了一种时序裕量估测与自适应调理（Timing slack inference and clock frequency adaption, TICA）技能。这一技能使用稀少刺进的时刻借用事情检测单元来感知电路PVT动摇的实时改变，并动态揣度电路的运行时时序裕量。在此基础上，经过自适应调理电路的时钟频率，完成了对失望时序裕量的有用紧缩。

　　研讨团队将TICA技能应用于依据深度流水线纳米CMOS工艺完成了芯片的原型开发。测验依据效果得出，芯片的作业电压规模可达0.21V至0.9V的宽电压区间，0.3V下的功能收益为4.2倍，能效提高19.3%。

　　为了提高核算体系的功能和能效，动态调频调压、大局异步部分同步等低功耗技能被大规模的应用于多核/众核处理器中。在此布景下，片上体系中核与核之间的跨时钟域数据通信面临着亚稳态导致的牢靠性问题。尽管依据多级同步器的传统方法可以大大下降亚稳态呈现的概率，但其存在着同步推迟添加、数据传输功率下降等问题，不利于多核/众核处理器的功能提高。

　　针对以上问题，研讨团队提出一种亚稳态危险猜测与消除（Metastability Risk Prediction and Mitigation, MPAM）技能。这一技能使用依据三相时钟的亚稳态危险猜测机制提早估测跨时钟域互连中的亚稳态危险，并经过动态时钟相位切换机制消除立刻就要降临的亚稳态危险，然后有用规避了跨时钟域数据传输中的亚稳态危险，完成了依据单级触发器的低推迟跨时钟域数据同步。

　　研讨团队将MPAM技能应用于包括四个独立电压域和时钟域的2×2片上网络（Network-on-chip，NoC）中，并选用40nm CMOS工艺进行了芯片原型开发。测验依据效果得出，MPAM技能可以将亚稳态危险下降十个数量级、数据传输推迟下降58%、片上网络数据吞吐率提高13.4%、体系能效提高8.6%。

　　IEEE固态电路期刊（JSSC）作为世界旗舰期刊，旨在发布领域内最新技能发展和纪录性效果，代表着当时学术界和工业界的最高技能水平。

　　近年来，上海交大电院微纳电子学系以探究世界前沿芯片规划技能为己任，先后在片上网络芯片、低功耗数模接口电路和高能效专用加速器等方面别离获得打破，效果连续宣布在JSSC上。