Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 4 ,  No.   2 ,  Ma y   201 9 ,  pp.  653 ~ 660   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 4 .i 2 .pp 653 - 660          653       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Des i gn o f o n - chip tempe ra ture - b ased digit al signal  processin g  for custo mized  wire l ess micro co nt rolle r       S.F.R. Faez al,  M . N. Is a,   S. T ak ing , S.N . Mo hyar,  A.B.  Jambek,  A.  H arun   School  of  Mi cro el e ct roni c Engi n ee ring ,   Univ ersiti  Mal a y s ia Perl is ,   Mal a y s ia        Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A ug   27 , 201 8   Re vised  N ov   25, 2 01 8   Accepte d  Ja n   17 ,   201 9       Dram at ic   rises  i n  power  density   and  die   size s  i nside  s y stem - on - chi p  ( SoC )  design  hav e  l e d  to  th e  th er m al   issue.   Hig h  te m per a ture s   or  unev en  te m per at ur e  dist ribut ions  m a y   r esult   not  onl y   i n  re liabilit y   issues,  al so  has   bec om e  th e  bigg est  issue  th at   can  li m it   the   s y ste m   per form anc e.  Thi s  paper   pre sents  the   de sign  and  sim ula ti on  of  a  te m per at ur e - base d  di git al   signa l  proc essing  uni t  for  m oder n  s y st em - on - chi p  d esign  using  th e  Ve ril og  HD L .   Thi s  design  pro vide s  cont inuou s  m onit oring  of  te m per at ur e  an d  re acts  to   spec ified  condi t ions.  The   sim ula ti on  of  th e  sy stem  has  been  done  on  S y n ops y s  Software .   Th e  re sult  s howed  tha t  te m per at ur e  m onit oring  proc ess  is  withi n  th e  t empera tur e  ra ng e  d ue  to  the   inc orpo ra ti on  of   an  int e r rupt - base d   s y stem a nd   with   an  adv antage   o f m ini m um   chi p  a re a  r equi r ed.   Ke yw or ds:   Mi cro co ntr oller   Syst e m - On - Chip   Tem per at ur e  Mon it ori ng     Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed.   Corres pond in g  Aut h or :   Sit i Farh a h  Ra zanah B inti  Fa ezal ,    School  of Mi cr oelect ronic E nginee rin g,     Un i ver sit i M al ay sia  Per li s,    02600, Pe rlis,   Ma la ysi a.   Em a il :  far haf a ezal @g m ai l.com         1.   INTROD U CTION   The  the rm al  is su e  bec om e  one  of   an  i nev it a ble  facto r  in  co ntem po rar y  syst e m - on - chi p  ( So Cs) due  to   the  co ntin uous  increase  i n  th e  integrati on   de ns it y  and  po wer   c onsu m ption   of  S oC  de vices.  T he  dis sipate d  powe r  in  So C   dev ic es   is  m anifested  in   the  f or m   of   heat.  R ise   in  he at   de nsi ty   creati ng   va st  dif ficult ie s  wh ic h  can lead  to  the  serio us  t her m al  pro blem  ev en t hough  i n  lo w powe r  a pp li cat ion s .   To  desc ribe  th e  relat ion sh i p  betwee n  powe r  consum ption  a nd   ju nction  tem per at ur e ,  a  first - ord e r   expressi on can  b e e xpres sed  a s:      T j   = T a   +  P chip   x R ja   (1)     Wh e re  Ta   is  t he  te m per at ur e   of  the   am bie nt  en vir onm ent,  Pchi p  is  t he   total   powe r  c on s um ption  inside  the   chi p,  Rja  is  t he  j un ct ion   to  am bie nt  therm al   resist a nce  an d  Tj   i s  the  der ive d  jun ct io n  te m perat ur e.   Rja  can  be  m od el ed  as  t he  se ries  resist ance  from   j un ct io n  to  am bient  in  diff e ren t  par ts  of  the  chip .  A nal ogous   to elec tric al  r es ist ance,  the rm a l resist ance ca n be  de fine d  as:     R =        (2)     Wh e re  k  is  t he   m a te rial ’s  therm al   con du ct ivit y,  L  is  the   le ng t h  an d  A   is  the  cr os s - s ect ion al   area  of   t he   cond ucting p at h.   Substi tuti ng E q uatio n   ( 2)  i nt o  E q uation   ( 1),  w e  get:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 4 , N o.   2 ,  Ma y   201 9   :   653   –   660   654   T j  = T a  + P chip   x        (3)     Ther e f or e,  T j   is  relat ed  to  the  rati o  betwee n  Pchip   an d  A  at   wh ic h  the  powe r  de ns it y  of   the  chip  is  de fine d  [1 ] .   The  te m per at ur e  of   t he  chip  is  al so   directl y  propor ti onal   to  the  volt age  and   cl oc k  f re quency.  T he   perpetual  inc r ease  of   t he  operati ng  f re quency  increase s   the  de ns it y  of   dissipate d  powe r  [ 2].  As  powe r   c onsu m ption ,   P is d i rectl y propo rtion al  t o  t he op e rati onal   fr e qu e ncy,  f by  the  fo ll owin g equ at io n:     P = c. V 2. f  +  Ps   (4)     Wh e re  c  is  scal ing   co ns ta nt  with  the  dim ension   of   ca pacit ance  (F).  V  is  an  in pu t  volt ag e  and   Ps  is  the   sta ti c  powe r dissi pation w hich   is t he  pow e r  at  a  zer o  cl oc k fr e que ncy [ 3].    Fr om   this  eq ua ti on ,  we  ca n  i de ntify  that  if   w e  wa nt  to  dec r ease  the  fr e que ncy  or  volt age,   the  powe r  into  the  c hip   a lso  w ou l d  dec rease,  as  well   as  the  powe r  dissipated  as  he at .  Me anwhil e,  by  looki ng   at   the  vo lt ag e   int o  th e  chi p,   we  c an   see  it   has  a   qu adr at ic   relat ionship   to  t he  po wer.  T hus,  a ny   dec reases  i n  volt age   hav e  a  gr eat e r e ff ect   on the  pow e r  t han the l inear  relat ion s hip   of the  cloc k.     More ov e r,   cl oc k  f re qu e ncy  has  a  li nea r  r el at ion sh i p  to   the  po wer   c on s um e d  by  t he  c hip .  By   lowe rin g  the  c lock  fr e quenc y,  the  pro cess or   runs  slo wer,  the  process or  exec utin g  fe wer   i ns tr uctio ns   in  a   giv e n  ti m e p eriod an d  t her e for e d ec reasin g  t he  pow e r  as  n ee ded.    Local  ov e rheat ing   i n  on e   s pot  of  a  high - de ns it y  ci rcu it   as   in  Fi gure   1  s uch  as  high - spe ed  m ixed - sign al   ci rc uits,   can  ca us e  a   w ho le   syst e m   to  cras h  due  to   cl oc k  s ynch ronizat ion  pro blem s,  par am et er  m is m a tc hes  or  oth e r  c oeffici ent ch a nges  due  to  the  une ve n heat - up on a  sing le  c hip [ 4,5].     Ov e r heati ng   ca n  ha ve  e ff ect s  on   a   m ic ro proc essor.  Wh e n  tr ansisto rs  he at   up,  m or e  cu rr e nt  will   pa s s   thr ough the d e vice. H ig h  c urr ents w il l bu r n ou t t ra ns ist ors in a  process or , rui ning the d e vi ce [6 ] . F urt he r m or e,   transisto r per form ance w il l de cay  w it h  inc rea sing t em per at ur e as i n  the  gra ph in  Fig ur e  2.           Figure  1 .   H ots po t  of the  h i gh - de ns it y ci rcu it [1 ]       The rapi d  in cre ase in tem per at ur e  can  af fect s ever al  as pects  of the circ uit  de sign ;   (1)   The  ca rr ie r   m ob il it y  of   a   tra ns ist or  dec reas es  with  i ncr ea sing   te m per at ure  at   w hich   ca n  lo wer  the   dr i ve  c urren t a nd leads  to  i ncrea sed dela ys [ 7] .   (2)   Larg e  sp at ia l  var ia ti ons  in  powe r  c on s um ption   cau sed  t he   un e ve nly  di stribu te d  he at   at   diff e ren t   locat ion s  ca n  m ake  per f orm ance  analy sis  diff ic ult.  In c re asi ng   in  te m per at ur e  al s o  cr it ic al  to  the   desig n of m ixe d  si gn al  a nd a na log   ICs as  the y are m or e se nsi ti ve  to tem per at ur e  [1].   (3)   Higher  ju nctio n  te m per at ur e  reduces  t he  m e an  ti m e  to  fail ur e  (MTTF )  for  the  de vices,  wh ic h  has  a   la rg e im pact on the  r el ia bili ty  of the  overall   syst e m  [ 8].     Con se quently ,   therm al   con sider at io ns   sho uld   beco m e  on e  of  the  im po rta nt  par ts  of  the  desig n  process .  In   thi s  researc h,   we  are  de velo ping   a  tem per at ur e - base d  di gital   sign al   proce ssing   I P  ci rcu it   ( TDS P )   that  can  pr ov i de   con ti nu ous  m on it or ing   of   t e m per at ure  in  So C  a nd   reacts   to  a  sp eci fie d  conditi on.  Mo r eov e r,   this  researc h  c ov e rs  Ver il og  HD L   an d  design   of  a  te m per at ur e - base d  dig it al   sign al   pr oc essing  unit   for  an  on - chip  te m per at ure  m on it or in g  syst e m   us ing   Synopsys  s of t war e .  T his  ci rc uit  is  optim iz e d  f or  arc hitec ture  a nd   ci rcu it   im ple m enta ti on   to   fit  syst em - on - c hip  de sig ns.  T her e f or e,   an   inter rupt - base d  syst em   will   be   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  on - c hip  te mp e ra t ure - base d digit al  sig na l  process ing  f or  c us to mi zed  wi rel ess…   ( S. F.R . F aez al )   655   i m ple m ented.   Give n  the  a bove  co ns i der at ion s ,  an  a rc hitec ture  based   on   t he  previ ous  resea rc h  [ 10]   wit h  sign ific a nt ar c hitec ture  e nhan ce m ents is pro po s ed .            Figure  2.  Fr e que ncy  vs Tem per at ur e [ 9]       2.   RESEA R CH MET HO DOL OGY    Fr om   this  res earch ,  the  dy nam ic   ther m al  m anag e m ent  is  the  best  op ti on  t o  be  us e d  in  t he  dev el op m ent  of  the  te m per at ure - base d  di gital   sign al   proces sing   unit .  H ow ever,  the  syst em   need s  to  be  al te red  to  m eet   the  s pecifica ti on   ne eded   in  a  cust om iz ed  In te l  wireless  m ic rocon t ro ll er.  Ba s ed  on  the  pr e vious  researc h  [ 9],  th e  si m ulati on   is  done  by  us in g  the  Alte ra  Q ua rtus  I I  s of t wa re  an d  s uccessfull y  i m ple m ent ed  on   FPGA  DE2 - 70  bo a r d.   F or   t his  pa per ,  t he  si m ula ti on   is  do ne   usi ng  the  S ynopsys  softw are  an d  the  Te chnolo gy   Libra ry  that  w il l  be  us e d  is  Sil te rr a  CM O S  0.1 8  µm   Technolo gy  Lib r ary.   I n  s umm a ry,  the  process   ste ps  involve d  in  the  d e velo pm ent o f  tem per at ur e - base d digit al  s ign al   processi ng  un it  is  de picte d  in  Fig ure  3 .           Figure  3.  Desi gn m et ho do l ogy   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 4 , N o.   2 ,  Ma y   201 9   :   653   –   660   656   Firstl y,  after  finish e d  desig ning  a n  arc hi te ct ur e  an d  s ource  c od e s  f or   TDSP,  t he   functi onal   si m ulati on   will   be  done   usi ng   Syn op sys   Ve r il og   C om piler  Si m ulator  ( VC S) .  Lat er,   to  c he ck  the   f unct io nalit y  and   flexi bili ty   of   the  sy ste m ,  TDS P  will   be  i m ple m ented  to  DE 2 - 70  FP GA   boar d.   Ne xt,  the  lo gic  synthesis  will   be  done   us in g  Syn op sy s  Desi gn  Com piler.  Gate  le ve l  ver i ficat ion  is  do ne  t o  c heck  f or  a ny  tim ing   vio la ti on.  I f  no   ti m ing   viol at ion s,  co ntin ue  with  ph ysi cal   design   im plem enta ti on   us in g  Syn ops ys  IC   Com piler.  Af te r  finis hed   with   IC  Com piler  up   unti l  routing   ph a se,  pr oceed  with  DRC  an d  LVS   us in g  Ca li br e   to  chec k  f or   a ny  error s .  Last ly ,  pr ocee d  with  Sig n - Off  Sta ge,   c on sist   of  Lay ou t  Le vel  Ver ific at io n  an d  Post   Lay ou t  STA t o chec k  the  ti m i ng v i olati on s . If no t i m ing  v i ol at ion s,  t he des ign  is  r ea dy to t ape - ou t.       3.   PROP OSE D ARCHITE CT UR E   In this sect io n,  the arc hitec tur e of T DS P  and  it s sp eci ficat io n wil l be  discu ssed.     3.1.    Bl ock Di ag r am  of T DSP   The  bl ock   dia gr am   of   the  te m per at ur e - bas ed  dig it al   signa l  pr ocessi ng  ci rcu it   is  sh own   in  Figu re  4.  The bloc k diag ram  co ns ist s of  sev e n  s ub - m od ules     3.2.    Fu nctio n    The fu nctio n o f  eac h  s ub - m od ules  is d e scri bed in  detai ls i n  this  sub - sect ion.    a.   In te rface  Regi ste r :  This  uni t  con tr ol  the   input  data  r ecei ved   a nd  pro vid in g  a n  input  inter fac e   synch ron ously  to  pre ven t a n  e rror i n recei vi ng  data   b.   Counter : T his  un it   us e d  to  coun t t o 8 clo ck   cy cl es in ord e r t o  recei ve  a n  in pu t  from  A DC.     c.   Volta ge  to  T e mp er at ur e  M odule :  T his  unit   con ta i ns   a  lo ok - up  ta ble  to  c onve rt  the  in put  A DC  w hich   is  in volt age  val ue  into  t he  c orre sp on ding tem per at ur e  v al ue  i n  Ce lsi us ( ˚C).   d.   Program mable   Watch dog  U ni t :  This  unit   use d  to  m on it or  t he  te m per at ur e   from   the  tem per at ur e   sen sor  and react t o  s pe ci fic tem per at ur e  r a ng e s.    e.   In te rr upt  Ge ne ra tor :  This   uni t  pro vid es   data   outp uts  t hat  ar e  rea d  by  the   s yst e m   CPU,  li ke  te m per at ure   value  a nd inte r rupt ty pes.   f.   Ou t pu t  C onve rte r :  This  un it   co nv e rt  the   ou t pu t  i nto  [ 31:0]   bit  form   (inclu ding  te m per at ur e  val ue ,   interr up t l ow, i nterru pt   hi gh).   g.   Fu nction C ont ro ll er : This  unit  co nt ro ls t he  i nteracti on  between t he sy ste m  an d  the  CP U .           Figure  4.  Bl oc k Diag ram  o f TDSP       4.   ARCHITE CT UR E  ON A M BA BU S   The  f ull  chip  i nteg rati on   for  TDS P  syst em   i s  based   on  APB   Bus  Sp eci fic at ion   as  in  Fig ur e  5.   T DS P   will   us e  the  A MB A  bus  prot oco l  as  their  bus  inter face  be cause  the  m ic r ocontr oller  wil l  us e  the  Adva nced  Mi cro co ntr oller  Bus  Ar c hitec ture  ( AMBA )  bu s  prot oco l.  T he  T DS P  inte rfac e  needs  to  m at ch  with  Adv ance d  Perip her al   Bus   (A PB)  s pecifi cat ion ,  to  easi ly   int erf ace  the  IP   with  the  m ic ro c on tr oller.  AP B  is  par t  of  the   AMBA  hiera rc hy  of  bu se s.  It  is  op ti m iz ed  to  reduce  t he  c om plexit y  of   int erf aci ng  a nd  m ini m al iz e  the  po we r   consum ption .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  on - c hip  te mp e ra t ure - base d digit al  sig na l  process ing  f or  c us to mi zed  wi rel ess…   ( S. F.R . F aez al )   657       Figure  5.  F ull Chip  In te gr at io n of TD SP       The  A DC  will   conve rt  a  vo lt a ge  f r om   tem pe ratur e  se nsor  i nto   e qu i valent  8 - bit  dig it al   volt age.  Thes e   8 - bit  in pu ts   a re  a pp li ed   to   TDS P   wh e re  TDS P   will   m on it or  t he  i nput  f ro m   A DC  an d  al s o  refe ren c e   tem per at ur e   f r om   the  host  (i f  a vaila ble)  i nsi de  the   syst em   and   im ple ment  the   inter rupt - based  s yst e m   if  the   conditi on   needed.  Th e  pro gra m m ing   in  T DS P  is  done  by  Ver il og  H DL  la ngua ge  and   that  buil ds  TDS P   syst e m   m od ule.       5.   RESU LT   &  D ISCUSS IO N   RTL  le vel  sim ulati on   is   ge ne rated  by  Ver il og  C om piler  Sim ula tor  ( VCS )   in  Sy nops ys  s of t war e.   T he   RTL  is  the  lowe st  le vel  repr esentat ion   of   c ircuit ry  from   S ynopsys  softw are.  The  RTL  gen e rated  f or  TDS P  is  sh ow n  in   Fig ur e  6.  Me an wh il e,  the  VCS  sim ulator   ge ner at e s  the  ou t pu t  w aveform   corres pondin g  to   the  input  change  of  A D C  or   refe re nc e  tem per at ur e   on   sim ulati o n  to  chec k  th e  functi on al it y  of   the  syst em .   This   si m ulati on  is e xecu te d by ra ndom  v al ues  chose n  in  in pu ts.   The wa vefor m  si m ulati on  is s how n  in  Fig ure  7 .             Figure  6 .  RTL  Si m ulati on   of   TDS P       Ba sed  on  Fig ure  7,  from   0  ns  –   2000  ns,  TDS P   will   rec ei ve  8 - bit  inpu ts  from   AD C,  wh ic h  is  i n  decim al   inp ut  ‘1’.   A fter  m onit or in g  process ,  no   inter rupt  i s  pro duced   at   PRDATA   is  32’ h000 0_0000.   This   happe ns   beca use  the  PRESE Tn  is i n  act ive   low  m od e.     Me anwhil e,  f r om   20 00  ns   –   2500  ns,  the re  are  sli gh tl y  del ay   in  the  tem per at ur e  m on it ori ng  to  beg i n  after  the   syst e m   has  been  res et .  The   real  m on it or i ng  proc es s  sta rts  from   25 00  ns  f or  the  new  in pu t  valu e  from   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 4 , N o.   2 ,  Ma y   201 9   :   653   –   660   658   the  A DC.   Fro m   43 00 n s  –   6000 n s ,  T DS P  r ecei ve d  8 - bit  in puts from   ADC ,  in  t he  decim al   input of  ‘37’ .  A fter   m on it or   the  re al   value  i n  the  look - up  ta ble,  the  te m per at ure  tur ns   ou t  t o  be  in   an  a ve ra ge - te m per at ur e   range .   Th us ,  no  inter rupt  is  produc ed  at   PRDA T A.   T DS P  will   on ly   sen d  the   cur re nt  te m pe ratur e  value  to   CPU   thr ough the  PR DA T A o utput  sign al s.     Fr om   6000   ns   –   80 00   ns ,  T D SP  receive d  8 - bit  inputs  from   AD C,  in  t he  de cim al   inp ut  of  ‘43’.  Af te r   m on it or   the  re al   value  in  the   look - up   ta ble,   the  tem per at ure  tur ns   ou t  to   be  in  the  high - te m per at ur e  range .   TDS P  w il l t rig ger the  8 bit s i nterru pt in PR DA T A.    Last ly ,  fr om   80 00  ns   –   1000 0  ns,  TD SP  will   receive  an  in pu t,  ref e re nce  tem per at ure  fro m   the  ho st ,   thr ough  P WDATA   sig nal.  T he  in pu ts  pin   f ro m   the  AMBA  su c h  as  P E NA BL E,  P WR ITE,   a nd  PSE L  will   be  trigg e red   in  order   f or   T DS P  t o  receive  an  in pu t  f ro m   PWDATA   in put  sig nal.  The  re fer e nce  tem per at ure  will   be  set   by  the  ho st  as  the  hig he st  tem per at ur e .  Th us ,  a fter  the  refe re nce   tem per at ur e  is  set ,  the  ref e r enc e   tem per at ur e   w il l  be  com pared  t o  the   real   te m per at ur e  r ecei ved  f ro m   t he  AD C.   T D SP  ca n  pro vide   the   con ti nu ous  te m per at ur e  m on it or in g  proce ss   as  long  as  the   data  receive d  from   AD C.  Figure  8  s how s  the  gate   le vel sch em at i c on  on e  of t he  sub - m odules i n  T DS P  afte r v erifica ti on of t he gate  is c omplet ed.           Figure  7.  RTL  Si m ulati on   of   TDS P           Figure  8.  Gate  Level Sc hem atic D ia gram  f or   Lo ok - U p Tabl e Sub - Mo du le .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  on - c hip  te mp e ra t ure - base d digit al  sig na l  process ing  f or  c us to mi zed  wi rel ess…   ( S. F.R . F aez al )   659   Me anwhil e,  Figure  9  sho ws  the  final  la yout   of   TDSP  after   ph ysi cal   i m pl e m entat ion   in  IC  Com piler  is  com plete d.   The  process  of  physi cal   i m ple m entat ion   be gin s  with  flo or  pla nn i ng,  place m ent  of   sta nd a r d  cel ls,  Cl ock   Tr ee  Synthesis  ( CTS)  an d  la stl y  the  routing.  Table  1  s hows   the  com par iso n  of  the  s pecif ic at ion  of the lay out  on the  lat est  arc hitec ture  c om par ed  to pre viou s ar c hitec ture [ 9].    Ba sed  on  Ta ble  1,   the re  are  diff e re nces  in  te rm s  of   la yout  siz e.  This  is  because   both  a rch it ect ure s   us in g  the  dif fe ren ce  te ch nolo gy  li br ary.  Di f fer e nt  fou ndry  has  dif fer e nt  siz es  of   sta nda rd   cel ls.  More ov e r ,   there  are  sli gh tl y  diff ere nt  in  te rm s  of   total   power ,  t he  reason  is,  the  la yout  of   t he  la te st  arch it ect ur e  is  op ti m iz ed  in term s o f  P ower a nd D esi gn fo r Te st ( DF T ).       Ta bl e  1 .   L a y out   Speci fi ca t ions   Sp ecif icatio n s   L ATEST   A RC HITEC TURE   Previo u s Architect u re  [ 9 ]   Size of  lay o u t ( W it h o u t I O Pad)   1 0 0 µ m (w )  x  96 µ m (h)   3 0 0 µ m (w )x3 0 0 µ m (h)   Inp u t  Vo ltag e ( V)   1 .8    1 .8   Clo ck  Fr eq u en cy  ( MHz)   16   16   Total Po wer  ( m W )   1 .44 6 e - 06    6 .49 1 6 e - 02    Techn o lo g y  L ib rary   Silterr a     TSM C           Figure  9.  Fina l  Layo ut of a n 8 - bit T DS P  unit       6.   CONCL US I O N   A  tem per at ure - base d  dig it al  sign al  pr ocessin g  sim ulatio n  ha s b een  done u sing   Ver il og HDL code fo r   the  pur pose  of  si m ulati on   in  S ynopsys.  S uch   ty pe  of   im ple m entat ion   can  be  us e d  wit h  di ff ere nt  ap plica ti on s ,   su c h  as  tem per at ur e  c on t ro l  and   m on it or i ng  syst e m .   Thus,  this  desig n  pro vid es  an  in tric at e  con trol   and  op ti m al  therm a l  m anag e m ent  on   syst em - on - chip  (SoC)  devi ces,  upon   wh i ch  a  com plete  t her m al   m anage m ent  syst e m  f or  m od er n  c om pu te r desig ns  ca n be  i m ple m ented  with a n  a dv a nt age  of m ini m u m  ch ip ar ea  re qu i red.         ACKN OWLE DGE MENTS     This  work  is  s upporte d  in  pa rt  by  Tal e ntco r p  Ma la ysi a  gr a nt  al so   c ollab orat ed  with  In te l  Ma la ysi a   and CED EC U SM f or   3D  (D e m and , D rive n,   and D e velo p)  pro gr am .        REFERE NCE S    [ 1 ]   Li u.   W ,   Nanna r el li   A,  “ Pow er  a nd  The rm al   Ma nage m ent   of  S y stem - on - Chip, ”  Te chn ic a l  Unive rsit y   of  Denm ar k,   DTU,  2011.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 4 , N o.   2 ,  Ma y   201 9   :   653   –   660   660   [ 2 ]   M.  Szer m er,   Z.  Kulesz a ,   M.  Janic ki ,   and   A.   Napie r al ski,   “ Te st  AS IC  for   Rea l - Ti m e  Esti m at ion  of  Ch i p  Te m per at ur e”, T ec hni ca l   Univer s ity   of   Lod z, T U L,   vo l. 3, p p.   52 9 – 532,   2008 .   [ 3 ]   N.H.E   W este ,   D.M.  Harri s,  an d  CMO S   VLSI  Design  A  Circ uit s  and  S y stem  Perspec ti v e,   4th   ed.   Boston,  MA :   Addison W esley ,   2011 .   [Onlin e]   Avail ab le :   Safa r i   e - book.     [ 4 ]   H.  Chiue h ,   J.  Drape r,   L.   Luh,  and  J.  Chom a   Jr.,   “ A  the rm a l  evalua t ion  of  int eg r at ed   ci r cuits:  On - chi p  offs et  te m per at ur e  m ea surem ent   and  m odel ing, ”  in  Proc.   2nd  Inte r nat ion al   W orkshop  on  Design  of  Mixed - Mode  Inte gra te d   Circ u i ts  and  Appl ications ,   1998,   pp.   1 09 – 113.   [ 5 ]   V.  Szekel y ,   M .   Renc z ,   and   B.   C ourtoi s,  “ The rm al   t esti ng  m et ho ds  to  in cr ea se   s y stem  re liabilit y , ”   in  Proc.   13th  I E EE  SEMITHERM Sy m posium ,   1997 ,   pp .   210 – 217 .   [ 6 ]   E.   W ir th, “The r m al   Mana gemen t  in   Embedde d   Sy stems   T abl e   of  Conte nts, ”  2004 .   [ 7 ]   A.  Ajami,   K.  B ane rj ee,  and  M.   Pedra m ,   “ Modeli ng  and  an aly s is  of  nonunifor m   subs tra te   te m per at ur e  eff ects  on  globa l  ULSI  int e rc onnects,”   IE E E  Tra nsac ti ons  on  Com pute r - Aided  Design  of  Inte gra t ed  Circ ui ts  and  S y stems ,   vol.  24,   no .   6 ,   pp .   84 9 – 861,   Jun.   200 5   [ 8 ]   R.   Visw ana th,   V.  W akha rka r,   A.  W at we,   and  V.  Le bonheur ,   “ The rm al   Perfor m anc e   Chal l eng es  from   Sili con   to   S y stems , ”  In te l   Te chno log y   Jour nal ,   (Q3),   2000.   [ 9 ]   C.   Be la d y ,   “ Cooli ng  and  Pow er Cons ide ra ti ons   f or  Sem ic onduct o rs Int o  th e  b   ex t Cent ur y , ”  pp .   10 0 – 105,   2001 .   [ 1 0 ]   S.  F.  R.   Fae za l ,   M.  N.  Md  Isa ,   A.  Harun ,   S.  N .   Moh y ar,  and   A.  B.   Jam bek ,   “ On - chi p  t empera ture - b ase d  dig i ta l   signal   pro ce ss in g  for custom iz ed   wire l ess m ic roc ontrol ler,” E PJ   W eb  Conf. ,   vol .   162,   p .   01071 ,   2 017.         BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       Siti   Farha h  Raz a nah  Bint i  Faezal   is  gra duat ed  wit h  B. Eng  (Hons . )  Microe lectr oni c   Engi nee ri ng   from   Univer sit y   Malay s ia   Perl is  (UniMA P)  in  2 016.   Curre nt l y ,   she  is  cont inui n g  her   M.Sc  i n   the   sam e  unive rsit y .   Her  re sea r ch  int er est  is  on   designi ng  a  te m per at ure   base d   digi ta l  sign a l   proc essing  for   sy stem - on - ch ip.                Dr.  Mohd  Naz rin  Md   Isa  is   a  se nior  le cturer  in  t he  School  of  Microe l ec tron ic   En gine er ing  at  Univer siti   Ma lay sia   Perli s  (Uni MA P).  Curre ntly ,   he  is  a  m ember  of  Int egr a ted  Circ ui ts  and   S y stem  Design  (ICAS e)  group.   His  re sea rc h  i nte re sts  include   re conf igur abl e   arc hitec ture s ,   bi oinformatics  a nd  computat ion al   bio log y ,   f ie ld   progra m m abl e  gat e  arr a y   (FP GA )  and  AS IC  design.   He  gr ad uat ed  h is  doct or at e  stud y   from   t he  Univer sit y   of   Edi nburgh,   Sco tl and ,   UK   in   2013.   His  PhD  the sis  ent it l ed  “ High  Perform anc e  Rec onf igura b le   Archi t ec tur es  fo r  Biol ogical  Sequenc e   Align m ent s”.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.