Nyt flip-flop kredsløb giver markant lavere effektforbrug

Toshiba udvikler flip-flop kredsløb, der bruger 77 procent mindre effekt end eksisterende implementeringer, hvilket kan revolutionere de næste generationer af systemchips (in english).

Toshiba Corporation has developed a new flip-flop circuit using 40nm CMOS process that will reduce power consumption in mobile equipment. Measured data verifies that the power dissipation of the new flip-flop is up to 77% less than that of a typical conventional flip-flop and that it achieves a 24% reduction in total power consumption when applied to a wireless LAN chip.

A flip-flop is a circuit that temporarily stores one bit of data during arithmetic processing by a digital system-on-a-chip (SoC) incorporated in mobile equipment and other digital equipment. As a typical SoC uses 100,000 to 10 million flip-flops they are an essential part of an SoC design.

A typical flip-flop incorporates a clock buffer to produce a clock inverted signal required for the circuit’s operation. When triggered by a signal from the clock, the clock buffer consumes power, even when the data is unchanged.

In order to reduce this power dissipation, a power-saving design technique called clock gating is widely used to cut delivery of the clock signal to unused blocks. However, after applying the clock gating, the flip-flop active rate, a measure of data change rate per clock, is only 5-15%, indicating that there is still plenty of room for further power reduction.

In order to save power, Toshiba changed the structure of the typical flip-flop and eliminated the power-consuming clock buffer. This approach brings with it the problem of data collision between the data writing circuitry and the state holding circuitry in the flip-flop, which Toshiba overcame by adding adaptive coupling circuitry to the flip-flop.

A combination of an nMOS transistor and a pMOS ransistor, this circuitry adaptively weakens state-retention coupling and prevents collisions. Despite the addition of the adaptive coupling circuitry, overall simplification of the basic flip-flop configuration reduces the transistor count from 24 to 22, and the cell area is less than that of the conventional flip-flop.

The achievement will be announced on February 23 (local time) at the 2011 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) now being held in the United States.

22/2 2011
  • AI splitter PCB-industrien i to

    AI splitter PCB-industrien i to

    branche-og-teknologi ›Ny rapport fra Yole Group analyserer PCB-industrien, der er opdelt i to hele forskellige segmenter: Et 'commodity' segment, der omsætningsmæssigt står næsten stille, samt et AI-drevet segment i kraftig vækst (in english).
  • Wireless Logic Nordic får ny direktør

    Wireless Logic Nordic får ny direktør

    branche-og-teknologi ›Den erfarne tele- og IoT-profil Wanig Le Pennec bliver ny direktør for Wireless Logic Nordic. Med en stærk international baggrund inden for IoT, partnerskaber og kommerciel udvikling skal han stå i spidsen for virksomhedens fortsatte vækst.
  • Infineon etablerer højvolumen 300mm-baseret GaN-produktion i Europa

    Infineon etablerer højvolumen 300mm-baseret GaN-produktion i Europa

    branche-og-teknologi ›Infineon etablerer Europas – og verdens – første produktionsanlæg til fremstilling af galliumnitrid (GaN) powerhalvledere i stor skala med afsæt i 300-millimeter (diameter) wafere (in english).
  • DigiKey udvider porteføljen af DigiKey Standard produkter

    DigiKey udvider porteføljen af DigiKey Standard produkter

    branche-og-teknologi ›Blandt de nye produkter i DigiKey's såkaldte DigiKey Standard produktportefølje kan fremhæves ESD-beskyttelsesudstyr samt præcisionsværktøjer med mere (in english).
  • Samarbejde om AI-understøttet workflow til PCB inspektion

    Samarbejde om AI-understøttet workflow til PCB inspektion

    t-og-m ›Siemens og NVIDIA vil forøge produktiviteten og forbedre kvaliteten ved at flytte forberedelsen af ​​automatiseret optisk PCB-inspektion over i den virtuelle verden (in english).
  • Derfor er danske universiteter attraktive mål for hackere

    Derfor er danske universiteter attraktive mål for hackere

    kommunikation-iot-og-cybersikkerhed ›På få uger har cyberangreb ramt DTU, Københavns Universitet og Aarhus Universitet. Universiteterne ligger inde med værdifulde data, har mange forskellige it-systemer og bygger på en tradition for åbenhed, hvilket gør dem interessante for cyberkriminelle.
  • Audi lancerer som verdens første buede digitale OLED-baglygter

    Audi lancerer som verdens første buede digitale OLED-baglygter

    branche-og-teknologi ›Den nye Audi Q9 er som første i verden forsynet med tredimensionelt buede digitale OLED-baglygter, som åbner for nye muligheder inden for sikkerhed og kommunikation.
  • Dansk startup vil give fremtidens robotter en digital hjerne

    Dansk startup vil give fremtidens robotter en digital hjerne

    automation ›Startup-virksomheden Synteza har knækket koden til at skabe computerskabte træningsdata på rekordtid. Det skal gøre det markant hurtigere og billigere for robotter og selvkørende enheder at forstå den virkelige verden.