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AuthorAltherr, Ralf Markusdc.contributor.author
Date of accession2016-03-14T11:53:41Zdc.date.accessioned
Available in OPARU since2016-03-14T11:53:41Zdc.date.available
Year of creation2002dc.date.created
AbstractBetriebs- und Prozessparameter beeinflussen die Laufzeit von Signalpfaden im IC. Um eine fehlerfreie Funktion der ICs bei allen möglichen Betriebs- und Prozessbedingungen zu gewährleisten, erfolgt der Schaltungsentwurf unter Berücksichtigung schlechtester Parameterbedingungen. ICs mit "typischen" oder "guten" Betriebs- und Prozessparametern könnten bei gleicher Funktionalität mit einer geringeren chipinternen Spannung betrieben werden. Damit lässt sich die Verlustleistung des Chips reduzieren. Es wurde eine Spannungsregelung entworfen, welche in Abhängigkeit der Laufzeit des kritischen Pfads die chipinterne Spannung VChip auf ein Minimum regelt, so dass die korrekte Funktion des auf dem Chip implementierten digitalen Systems erhalten bleibt. Zur Generierung der chipinternen Spannung wird ein Aufwärtswandler (Boost-Konverter) eingesetzt. Sein Schaltungsaufbau erweist sich bei der Integration auf dem Chip als vorteilhaft. Des Weiteren ist damit die Versorgung eines ICs mit einer typischen Versorgungsspannung von VDD = 3,3 V direkt aus einer Batterie von z.B. 1,2 V oder 1,5 V möglich. Durch die Wahl einer Regelungsfrequenz von f = 10 MHz konnten die notwendigen Bauteilwerte derart verringert werden, dass eine vollständige Integration der Spannungsregelung auf einem CMOS-Chip möglich ist. Beim Entwurf des Messkonzepts für die Messung der Laufzeit des kritischen Pfads im IC wurden lokale Parameterschwankungen berücksichtigt. Die Spannungsregelung wurde zur Versorgung eines CMOS-Systems mit einer maximalen Leistung von P = 1,5 W bei VChip = 3,3 V ausgelegt. Der Wirkungsgrad der Spannungsregelung erreicht über 90 %. Für beste Betriebs- und Prozessparameter ist durch die Verringerung der Chipspannung eine Reduzierung der Verlustleistung des ICs auf PVchip > 45 % PVdd gegenüber dem Betrieb des ICs mit der ursprünglichen Versorgungsspannung VDD = 3,3 V möglich.dc.description.abstract
Languagededc.language.iso
PublisherUniversität Ulmdc.publisher
LicenseStandard (Fassung vom 03.05.2003)dc.rights
Link to license texthttps://oparu.uni-ulm.de/xmlui/license_v1dc.rights.uri
KeywordBoost converterdc.subject
KeywordBoost-Konverterdc.subject
KeywordICdc.subject
KeywordPower dissipationdc.subject
KeywordPower supplydc.subject
KeywordReductiondc.subject
KeywordVersorgungsspannungdc.subject
KeywordVoltage controldc.subject
LCSHIntegrated circuits. Power supply. Automatic controldc.subject.lcsh
TitleReduktion der Verlustleistung von ICs durch eine chipintegrierte Versorgungsspannungsregelung mit einem Boost-Konverterdc.title
Resource typeDissertationdc.type
DOIhttp://dx.doi.org/10.18725/OPARU-27dc.identifier.doi
URNhttp://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:289-vts-16253dc.identifier.urn
GNDChipdc.subject.gnd
GNDIntegrierte Schaltungdc.subject.gnd
GNDReduktiondc.subject.gnd
GNDRegelungdc.subject.gnd
GNDSpannungsregelungdc.subject.gnd
GNDVerlustleistungdc.subject.gnd
FacultyFakultät für Ingenieurwissenschaftenuulm.affiliationGeneral
Date of activation2002-06-25T16:10:48Zuulm.freischaltungVTS
Peer reviewneinuulm.peerReview
Shelfmark print versionZ: J-H 8.022 ; W: W-H 7.529 ; ZAV: J-H 5.339uulm.shelfmark
DCMI TypeTextuulm.typeDCMI
VTS ID1625uulm.vtsID
CategoryPublikationenuulm.category
Bibliographyuulmuulm.bibliographie


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