تاثير ترانزيستورهاي DTMOS بر عملكرد يك سلول حافظه CAM سه‌ارزشي مبتني بر ممريستور در كاربردهاي توان‌پايين

The Effect of DTMOS Transistors on the Performance of a Memristor-based Ternary CAM Cell in Low Power Applications

در اين مقاله، استفاده از ترانزيستورهاي DTMOS به جاي ترانزيستورهاي ماسفت در يك سلول حافظه CAM سه‌ارزشي مبتني بر ممريستور(MTCAM) پيشنهاد مي‌شود. همچنين، تاثير به‌كارگيري سه روش باياس مستقيم بدنه در ترانزيستورهاي DTMOS بر عملكرد سلول MTCAM در وضعيت نوشتن بررسي مي‌شود. روش‌هاي باياس بدنه عبارتند از: اتصال‌ مستقيم گيت و بدنه (DT1)، اتصال مستقيم درين و بدنه (DT2) و اتصال گيت و بدنه با منبع ولتاژ 1/0 ولت (DT3). نتايج شبيه‌سازي سلول‌هاي MTCAM مبتني بر DTMOS در مقايسه با سلول MTCAM‌ مبتني بر ماسفت نشان مي‌دهد روش DT1 باعث بهبود توان مصرفي كل و حاصل‌ضرب توان و تاخير (PDP) به ترتيب به ميزان %86 و %42 اما افزايش تاخير به ميزان %30 مي‌شود، روش DT2 باعث بهبود توان مصرفي كل و PDP به ترتيب به ميزان %87 و %60 اما افزايش تاخير به ميزان %20 مي‌شود و روش DT3 باعث بهبود توان مصرفي كل و PDP به ترتيب به ميزان %89 و 74% اما افزايش تاخير به ميزان %14 مي‌شود. بنابراين، سلول DT3-MTCAM كمترين توان مصرفي و تاخير را دارد و براي كاربردهاي توان پايين مناسب‌تر است. شبيه‌سازي‌ها در فركانس 40 مگاهرتز و تكنولوژي 180 نانومتر CMOS انجام شده است.

This paper proposes the use of DTMOS transistors in a memristor-based ternary CAM (MTCAM) instead of MOSFET transistors. It also evaluates the effect of forward body biasing methods in DTMOS transistors on the performance of a MTCAM cell in write mode. These biasing methods are gate-to-body tying (called DT1), drain-to-body tying (called DT2), and gate-to-body tying with a voltage supply of 0.1 V (called DT3). The simulation results of DTMOS-based MTCAMs in comparison with a MOSFET-based MTCAM showed that the use of DT1 method enhances power dissipation and Power Delay Product (PDP) by 86% and 42%, respectively but increases the delay by 30%, the use of DT2 method enhances power dissipation and PDP by 87% and 60%, respectively but increases the delay by 20%, and the use of DT3 method enhances power dissipation and PDP by 89% and 74%, respectively but increases the delay by 14%. As a result, DT3-MTCAM has the least power and delay. Therefore, it is more suitable for low power applications. Simulations are performed in 40 MHz and 180 nm CMOS technology.