レジスタファイルコンパイラ
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1ポートおよび2ポートのレジスタファイルコンパイラ
Silvacoのレジスタファイルコンパイラは、指定したワード数、ビット幅、muxに応じた1ポートおよび2ポートのレジスタファイルIPを生成します。小規模なオンチップメモリを自ら設計する代わりに、ライセンスを取得して利用したいSoCチーム向けのソリューションです。
設定内容と生成される成果物
アレイの仕様を設定すると、コンパイラはキャラクタライズ済みのインスタンスを
Liberty、LEF、GDSIIの各ビューとともに生成し、設計フローですぐに利用できます。
アーキテクチャ
Silvaco独自のアーキテクチャは高密度と低消費電力を優先し、マクロを小型に保ちます。アレイは分割されており、内蔵スイッチに対応し、Standby、Retention、Shutdownの各モードを備えています。
構成
単一電源で動作させることも、周辺回路とコアの電源レールを分けることもできます。ワード幅とmuxはインスタンスごとに設定します。バイト単位の書き込み、データ保持モードに加え、オプションの組み込み自己テストおよび修復（BIST/R）を利用できます。
最適化
低消費電力、汎用、高性能の各バリアントから選択できます。さらに、しきい値電圧（multi-Vt）と動作モードを選択し、速度とリークのトレードオフを調整できます。
歩留まり
インスタンスは、グローバルばらつきとローカルばらつきに対する耐性を検証済みです。ECCビットと柔軟なワードサイズおよびアドレッシングにより、冗長性を組み込む余地が得られます。
対応プロセス
コンパイラ技術は180 nmから22 nmまで、180、152、130、110、90、85、65、55、40、28、22 nmで利用できます。G、LP、SOI CMOSに加え、高耐圧、BCD、eFlashのファウンドリプロセスをカバーします。現在、5種類のコンパイラが量産に使用されており、それぞれに固有の製品番号が割り当てられています。これら以外のノードが必要な場合は、Silvacoがコンパイラを移植できます。
フルスピードから電源オフまで、4つの電力モード
モードが深くなるほどアレイのリークは減少し、復帰にかかる時間は
長くなります。各アイドル期間に対し、許容できる復帰時間に応じたモードを選択してください。
| モード | コア | 周辺回路 | 状態 | 復帰 | Standbyに対するリーク |
|---|---|---|---|---|---|
| Active | Vddでオン | Vddでオン | 読み出しと書き込み。動的電力に加え、わずかなリークが発生。 | — | — |
| Standby | Vddでオン | Vddでオン | 電源オン、アクセスなし。動的電力なし。 | 高速 | 1.00× |
| Retention | Vdd未満 | オフ | データを保持できる最低電圧でコアを維持。 | 周辺回路の電源が復帰するまで時間がかかる | 0.54× |
| Shutdown | オフ | オフ | コアと周辺回路の電源オフ。内容は失われる。 | 最も遅い | 最小 |
これらの動作モードにより、消費電力を最大50%削減できます。
レジスタファイルIPの適用分野
小規模なオンチップメモリとパイプラインレジスタ
64ビットからのアレイを、読み出しロジックの近くに配置できるサイズで生成します。
低消費電力の組み込み設計
RetentionはStandbyの0.54×のリークでデータを保持し、Shutdownはコアと周辺回路の電源をオフにします。
SRAMのオーバーヘッドが大きすぎる設計
密度を優先したアーキテクチャにより、SRAMを採用するには小さすぎるアレイの占有面積を抑えます。
マルチポートアクセスの要件
2ポートコンパイラには独立した読み出しポートと書き込みポートがあり、TSMC 55 nm HVおよびULP eFlashで利用できます。
現行カタログのレジスタファイルコンパイラ
5種類のコンパイラは、それぞれ1つのファウンドリプロセスと1つの製品番号に対応します。ライセンスについてのお問い合わせ時には、製品番号をお知らせください。
| ファウンドリ | プロセス | メモリタイプ | リテンション | サイズ（ビット） | MUX | 電源（V） | 製品番号 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GlobalFoundries | 22 nm FDX | 1ポートレジスタファイル | なし | 128–40k | 8 | 0.8 | 61250 |
| TSMC | 55 nm ULP eFlash | 1ポートレジスタファイル | あり | 64–32k | 2, 4 | 1.2 | 61256 |
| TSMC | 55 nm HV | 2ポートレジスタファイル | なし | 1k–640k | 4 | 1.2 | 61257 |
| TSMC | 55 nm ULP eFlash | 2ポートレジスタファイル | なし | 128–64k | 4 | 1.2 | 61258 |
| TSMC | 110 nm HV | 1ポートレジスタファイル | なし | 128–20k | 4, 8 | 1.5 | 61265 |
サイズはビット単位です。お使いのプロセスが掲載されていない場合は、IPスペシャリストが移植の要件を検討します。
実績とリソース
Silvacoのコンパイル型メモリは、
数千件の設計と数百万枚のウェーハでシリコン実証済みです。
25年
コンパイル型メモリ設計の実績
12
コンパイラが導入されているファウンドリとIDM
180–22 nm
利用可能なテクノロジーノード
0.54×
Standbyに対するRetentionのリーク
最大50%
動作モードによる消費電力の削減
カタログ · PDF
2026年夏
Silvaco IPカタログ
5種類のレジスタファイルコンパイラをファウンドリ、プロセス、製品番号別に掲載し、それぞれのリテンション、サイズ、mux、電源仕様を示します。
ウェビナー
2026年夏
Silvacoのメモリコンパイラによる超低消費電力組み込みメモリの設計方法
メモリの電力予算がリークによって決まるチーム向けの録画セッション。
ニュース
2026年夏
Silvaco、Dolphin Design SASのメモリコンパイラ技術を買収
コンパイラの起源。Dolphin Designは、超低消費電力で高密度のメモリコンパイラを25年以上にわたり提供してきました。
お使いのノードについて相談
ファウンドリ、プロセス、必要なアレイの仕様（ワード数、ビット幅、ポート数、電力モード）をお知らせください。
そのプロセスに対応するコンパイラの有無、移植に必要な作業、
ライセンスの仕組みをご案内します。
レジスタファイルコンパイラに関するご質問
レジスタファイルコンパイラとは何ですか？
レジスタファイルコンパイラは、いくつかのパラメータ（ワード数、ワード幅、mux）から、完成したレジスタファイルメモリのインスタンスを生成します。Silvacoのコンパイラは、密度を優先した低消費電力アーキテクチャに基づき、1ポートと2ポートのインスタンスを生成します。すべてのインスタンスは、対象のファウンドリプロセスでキャラクタライズ済みかつDRC/LVSクリーンであり、Liberty、LEF、GDSIIの各ビューが付属します。
SRAMの代わりにレジスタファイルを使用すべきなのはどのような場合ですか？
レジスタファイルは通常、パイプラインレジスタなど、ロジックの近くに配置され頻繁にアクセスされる小規模なアレイに適しています。Silvacoのレジスタファイルアーキテクチャは、高密度と低消費電力を実現し、こうした小規模アレイをコンパクトに保ちます。どちらを選ぶべきか判断が難しいアレイについては、IPスペシャリストがお使いのプロセスでレジスタファイルとSRAMのインスタンスを比較できます。
1ポートと2ポートはどのように異なりますか？
1ポートのレジスタファイルでは、読み出しと書き込みが1つのポートを共有するため、各サイクルではいずれか一方を行います。2ポートのレジスタファイルでは、読み出しと書き込みにそれぞれ専用のポートがあり、同じサイクルで一方のアドレスを読み出しながら別のアドレスに書き込めます。現行カタログには、1ポートコンパイラが3種類、2ポートコンパイラが2種類あります。
どのノードとプロセスに対応していますか？
コンパイラ技術は180 nmから22 nmまで、G、LP、SOI CMOS、および高耐圧、BCD、eFlashプロセスをカバーします。現行カタログには、GlobalFoundries 22FDXおよびTSMC 55 nm、110 nm向けの5種類のコンパイラが掲載されています。その他のノードについては、IPスペシャリストが移植の要件を検討します。
どのような電力モードを利用できますか？
Active、Standby、Retention、Shutdownの4つです。Standbyは電源を維持したアイドル状態で、高速に復帰します。Retentionは周辺回路の電源を切り、データを保持できる最低電圧でコアを維持し、リークはStandbyの0.54×になります。Shutdownは両方の電源をオフにし、保存されていた内容は失われます。
バイトモードは何を行いますか？
バイトモードでは、選択したバイトのみを書き換えます。ワードの残りの部分はそのまま保持されるため、ロジックは事前に読み戻すことなくワードの一部を更新できます。これはレジスタファイルコンパイラの書き込みオプションであるため、ライセンス取得を予定しているコンパイラとプロセスでの対応をご確認ください。
関連IP
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シングルポートおよびデュアルポートのSRAMインスタンス
ROMコンパイラ
同じコンパイラファミリの読み出し専用メモリ
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SRAM、レジスタファイル、ROMの各コンパイラを比較
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スタンダードセルライブラリ、I/OおよびESD、メモリコンパイラ