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저전력 비동기식 시스템 설계를 위한 혼합형 dual-rail data encoding 방식 제안 및 검증
지화준(Huajun Chi),김상만(Sangman Kim),박주성(Jusung Park) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.7
본 논문에서는 dual-rail data encoding방식을 적용하여 비동기식시스템을 설계할 때, 신호천이를 줄이고 소비전력을 줄이기위하여 4-phase handshaking 프로토콜과 2-phase handshaking 프로토콜을 혼합한 dual-rail data encoding방식을 제안한다. 기존의 dual-rail data encoding 4-phase handshaking 프로토콜은 space state가 존재함으로 말미암아 신호 천이가 많이 발생하게 되고 많은 전력소비를 발생한다. 이론적으로 dual-rail data encoding 2-phase handshaking 프로토콜은 dual-rail data encoding 4-phase handshaking 프로토콜보다 빠르고 신호천이도 적지만 표준 라이브러리를 사용하여 설계할 수 없다. 제안하는 혼합형 dual-rail data encoding 방식의 성능을 평가하기 위하여 Adder블록, Multiplier블록, Latch를 포함한 benchmark회로를 설계를 설계하였다. Benchmark회로를 이용하여 시뮬레이션해본 결과, 제안하는 혼합형 dual-rail data encoding방식은 기존의 dual-rail data encoding 4-phase handshaking 프로토콜에 비해 35%이상 전력소비가 감소되는 결과를 얻었다. In this paper, we proposed new dual-rail data encoding that mixed 4-phase handshaking protocol and 2-phase handshaking protocol for asynchronous system design to reduce signal activities and power consumption. The dual-rail data encoding 4-phase handshaking protocol should leat to much signal activities and power consumption by return to space state. Ideally, the dual-rail data encoding 2-phase handshaking protocol should lead to faster circuits and lower power consumption than the dual-rail 4-phase handshaking protocol, but can not designed using standard library. We use a benchmark circuit that contains a multiplier block, an adder block, and latches to evaluate the proposed dual-rail data encoding. The benchmark circuit using the proposed dual-rail data encoding shows an over 35% reduction in power consumption with 4-phase dual-rail data encoding.
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