[[abstract]]以重複取樣 (Double Sampling; DS)或抖動偵測 (Transition Detection; TD)為基礎之前瞻臆測 (Speculative Lookahead; SL)技術已被證明在單純的資料路徑設計中優於傳統的Razor原位時序錯誤偵測器 (In-Situ Timing Fault Detector)設計。本論文則進一步探索其在微控制器設計之優勢。首先,我們實作目前最熱門的ARM Cortex M0+微控制器資料路徑,並分別加入Razor、SL和SL/TD三種原位時序錯誤偵測器。由於SL及SL/TD使用雙套資料路徑避免傳統Razor之短路徑 (Short Path)問題,在28奈米製程下可操作在5.75ns的設計,SL比Razor多用了18.8%之晶片面積,而SL/TD只有此設計比Razor少用了1.2%之晶片面積,在其他設計就會多用,但皆可分別省下37.1%和33.7%之功耗。另外本論文亦將含有原位時序錯誤偵測器之ARM Cortex M0+微控制器實作於可調整電壓之FPGA設計平台。以設計軟體估算之時脈的即時JPEG解碼應用可降低21.0%操作電壓,省下44.1%功耗。 Double sampling (DS)- or transition detection (TD)- based speculative lookahead has been proved to have better performance than traditional Razor-like in-situ timing fault detectors in simple datapath designs. In this paper, we fu...