[发明专利]面向超低功耗应用场景的半导体器件综合评估方法

权利要求书

1.一种面向超低功耗应用场景的半导体器件综合评估方法，包括以下步骤：

1)已知具体应用场景下芯片电路的工作频率f，通过仿真、实验或计算得到待评估器件A以及对照组器件B各自的最小工作电压V_DD,min,A和V_DD,min,B；

2)根据最小工作电压V_DD,min,A和V_DD,min,B通过仿真、实验或计算得到器件A和器件B的功耗P_min,A和P_min,B，它们代表该频率f下器件的最小功耗；

3)判断P_min,A是否小于P_min,B，如若是，则表示在该频率应用下器件A相比于器件B具有低功耗优势，进入步骤4)；反之，器件A不具有优势，进入步骤5)；

4)持续增大器件A的工作电压，则功耗同步增加，直到使器件A的功耗等于器件B的最小功耗，也即P_A等于P_min,B，此时器件A的工作电压V_DD,max,A即为器件A在该频率应用下相比于器件B具有低功耗优势的最大工作电压；

5)遍历不同的工作频率，按步骤1)至4)得到各个频率下器件A是否具有低功耗优势的结论，若在某些频率下具有优势，则进一步得到相应的由最小工作电压和最大工作电压界定的优势工作电压范围V_DD,min,A～V_DD,max,A，最终得到器件A相比于器件B的优势“频率-工作电压”范围，即“f-V_DD,min,A～V_DD,max,A”。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)根据公式(1)计算得到特定工作频率下器件的最小工作电压：

已知电路工作频率f，则要求电路的延迟τ_circuit不能超过公式(1)中LD代表电路的逻辑深度，即电路中最长逻辑链路所包含的逻辑门个数；C_L为逻辑门的负载电容；I_eff为逻辑门对负载电容充放电的有效电流，它由半导体器件特性决定；V_DD,min为待求的最小工作电压。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)通过SPICE软件基于电路仿真的方法得到特定工作频率下器件的最小工作电压。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)根据公式(2)计算得到在最小工作电压下器件的功耗：

公式(2)中P_circuit为待求功耗；N为电路所包含的逻辑门总数；α为电路的活动因子，即每个逻辑门翻转的平均概率；I_leak为每个逻辑门的静态泄漏电流，它由半导体器件特性决定。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)通过SPICE软件基于电路仿真的方法得到在最小工作电压下器件的功耗。