دانلود ترجمه مقاله ملاحظات طراحی فیزیکی تسهیم‌گرهای (مالتی پلکسر) مسیریابی یک-سطحی

1. مقدمه 2. پیشینه و انگیزه 2.1. تکنولوژیRRAM 2.2. تسهیم‌گرهای مبتنی بر RRAM 3. تسهیم‌گر مبتنی بر 4T1R ساده 3.1. محدودیت 1: توزیع جریان‌های برنامه‌نویسی از ترانزیستورهای مسیر داده 3.2. محدودیت 2: تهدیدهای از کار افتادن ترانزیستورهای مسیر داده 3.3. محدودیت 3: سیم‌های اتصال طولانی بین چاه‌ها 4. تسهیم‌گر مبتنی بر 4T1R بهبودیافته 4.1. ساختار تسهیم‌گر و استراتژی برنامه‌نویسی 4.2. مزایای طراحی فیزیکی 4.3. موقعیت فیزیکی RRAMها 4.4. به اشتراک گذاری چاه N عمیق بین تسهیم‌گرها 5. نتایج تجربی 5.1. روش تجربی 5.2. اندازه‌ی ترانزیستور برنامه‌نویسی 5.3. مکان RRAM بهینه 5.4. نتایج مساحت 5.5. نتایج تأخیر و قدرت 6. نتیجه‌گیری

چکیده – تکنولوژی «حافظه‌ی دسترسی تصادفی مقاومتی» (RRAM)، فرصتی را برای اعطای هم ویژگی‌های با عملکرد بالا و هم ویژگی‌های با قدرت (توان) کم به تسهیم‌گرهای مسیریابی، فراهم می‌آورد. در این مقاله، ما ملاحظات طراحی فیزیکی مربوط به تسهیم‌گرهای مسیریابی مبتنی بر RRAM و به ویژه ادغام ساختارهای برنامه‌نویسی 4T(ransistor)1R(RAM) در درخت مسیریابی آن‌ها را مورد مطالعه قرار می‌دهیم. ما در ابتدا محدودیت‌های طراحی فیزیکی یک تسهیم‌گر یک‌سطحی مبتنی بر 4T1R ساده، از قبیل یکپارچه‌سازی منبع توان اسمی با ولتاژ پایین و منبع برنامه‌نویسی ولتاژ بالا، و همچنین استفاده از سیم‌های فلزی طولانی در سرتاسر چاه‌های جداکننده‌ی مختلف را تجزیه‌وتحلیل می‌کنیم. برای پرداختن به محدودیت‌ها، ما تسهیم‌گر یک‌سطحی مبتنی بر 4T1R را با آرایش مجدد دامنه‌های ولتاژ اسمی و برنامه‌نویسی، بهبود می‌بخشیم، و همچنین به مطالعه‌ی مکان بهینه‌ی RRAM از نظر عملکرد می‌پردازیم. طراحی بهبودیافته می‌تواند طول سیم‌های فلز طولانی را تا 50٪ کاهش دهد. شبیه‌سازی‌های الکتریکی نشان می‌دهند که با استفاده از تکنولوژی ترانزیستور FinFET 7nm، تسهیم‌گرهای مبتنی بر 4T1R بهبود یافته، تأخیر را در مقایسه با طراحی پایه، 69% بهبود می‌بخشند. در ولتاژ کاری اسمی، با توجه به محدوده‌ی اندازه ورودی بین 2 تا 32، تسهیم‌گرهای مبتنی بر 4T1R بهبود یافته، عملکردی بهتر از بهترین تسهیم‌گرهای CMOS دارند (به ترتیب: 4/1 برابر از لحاظ مساحت، 2 برابر از لحاظ تأخیر، و 2 برابر از لحاظ قدرت). تسهیم‌گرهای مبتنی ‌بر 4T1R بهبودیافته که در رژیم نزدیک Vt عمل می‌کنند، در مقایسه با بهترین تسهیم‌گرهای CMOS که در ولتاژ اسمی کار می‌کنند، می‌توانند «ضرب قدرت-تأخیر» را تا 8/5 برابر بهبود ببخشند.

Resistive Random Access Memory(RRAM) technology opens the opportunity for granting both high-performance and low-power features to routing multiplexers. In this paper, we study the physical design considerations related to RRAM-based routing multiplexers and particularly the integration of 4T(ransistor)1R(RAM) programming structures within their routing tree. We first analyze the limitations in the physical design of a naive one-level 4T1R-based multiplexer, such as co-integration of low-voltage nominal power supply and high voltage programming supply, as well as the use of long metal wires across different isolating wells. To address the limitations, we improve the one-level 4T1R-based multiplexer by re-arranging the nominal and programming voltage domains, and also study the optimal location of RRAMs in terms of performance. The improved design can effectively reduce the length of long metal wires by 50%. Electrical simulations show that using a 7nm FinFET transistor technology, the improved 4T1R-based multiplexers improve delay by 69% as compared to the basic design. At nominal working voltage, considering an input size ranging from 2 to 32, the improved 4T1R-based multiplexers outperform the best CMOS multiplexers in area by 1.4x, delay by 2x and power by 2x respectively. The improved 4T1R-based multiplexers operating at near-Vt regime can improve Power-Delay Product by up to 5.8x when compare to the best CMOS multiplexers working at nominal voltage.