设计的32×32桶移器使用各种绝热技术低功率应用程序

Nemili Suresh Reddy¹,p . Mahesh Kannan²

M。科技学者(VLSI)、ECE、SRM大学印度钦奈
SRM大学助理教授、ECE钦奈,印度

文摘

现在一天的技术增强以极快的速度。仅仅是VLSI的迅速崛起,由于采用新技术。静态CMOS限制部署恒定的电源。低功耗的优化设计是一个重要的属性。不同的电源是防止功耗的东西。绝热逻辑是一种新技术来降低功耗。桶移器在任何计算机硬件体系结构是一个重要的块。本文详细叙述了32位桶移器设计使用3技术即差共源共栅电压开关逻辑(DCVSL),差共源共栅电压开关通过晶体管绝热逻辑(DCVPAL),通过晶体管互补绝热逻辑(CPAL)和积极的反馈绝热逻辑(PFAL)。分析是在坦纳进行香料和H-Spice使用180纳米技术

关键字

权力时钟、DCVSL DCVPAL、CPAL PFAL,功耗

我的介绍。

全面展开电压型CMOS逻辑风格已经非常成功的在技术上和市场份额。开关功耗CMOS电路和电容性负载CLVdd 2/2的下限。绝热逻辑电路是一种新形式的电路不同于静态CMOS电路。显然这个电路将CMOS自然但绝热CMOS [3]。“绝热”一词指的是热力学过程与环境交换没有热量。在绝热开关电路功耗低于下限。e,低于CLVdd 2/2。减少功率损耗发生在较慢的速度操作的成本。它还允许能量的回收利用,减少总能量来自电源,这些也被称为可逆逻辑电路[4]。

这里随着时间的推移红外电压逐渐下降,因为电流逐渐减少,Q / c电压上升由于Vdd保持不变。

1。时间依赖电流源,我(t)是用来充电电容C。

2。以上电路用于模型CMOS电路与某些输出电阻驱动容性负载[7]。

3所示。负载电容是没有任何费用的时间0 [4]。通过电容的电压作为时间的函数,Vc (t)是由:

4所示。T > 2 rc,消散的能量小于传统的案例。我。e,当T > 2 rc耗能变成了一半的CV2功耗降低。

5。可以任意小的损耗进一步延长充电时间T。

6。耗散的能量与R成正比;小R导致较低的耗散与传统[4]。

二世。桶移装置

桶移器是一种重要的计算块硬件。桶移器执行3类型的转移操作循环转变,逻辑移位和算术的转变。基于两种类型的面具和多路复用器[1]。在多路复用器桶移器为基础,选择线用于转移控制[1]。这桶移器设计包括4:1多路复用器和2输入和盖茨。

上面的图给32位桶移器的图形表示。p0, p1和c(4:0)确保转移3之间变化的类型。(31:0)价值是转移c(4:0)是一些职位的数量发生了变化。两个和盖茨的工作选择的输出线多路复用器。在这里,我们使用4:1多路复用器

三世。差共源共栅电压开关逻辑

这里打开网络包括两个PMOS晶体管连接回背靠背形式的门闩[6]。Fig.3.1是2-input示意图DCVSL和门。下拉网络执行实际的和和与非运算。操作。它给互补输出。在这里我们使用恒定的直流电源。

四、绝热技术

答:通过晶体管逻辑设计规则

1。不要开车门的其他输出晶体管的另一个传球晶体管有退化的输出电平[6]。

2。有必要提供负载电容的充电和放电路径。

3所示。同时需要避免道路地面和Vdd。

b的优势通过晶体管逻辑

1。Ratioless因为输出不依赖NMOS的大小和PMOS晶体管。

2。由于小的晶体管数量较低的区域。

3所示。低功耗;没有静态功耗和短路功耗。

c . CPAL和DCVPAL

在CPAL反相输出缓冲区执行恢复逻辑水平。反相缓冲允许驾驶大电容负载。pmo开关执行恢复。PMOS晶体管应适当的大小,这样电路能正常工作[6]。这里我们使用增加功率时钟电源而不是恒定的直流电源功耗更低。

在DCVSPAL我们使用互补输出,称为双重铁路逻辑。PMOS门闩执行swing修复和时变坡道用作电源而不是恒定的直流电源但由于浮动输出功耗。

d . PFAL

在这里输入NMOS网络并行连接PMOS晶体管。这里的背靠背逆变器提供反馈网络用于恢复阶段减少功耗[2]。在这里我们也使用互补输出。e,双重铁路逻辑。这里充电模式的输出负载指控Vdd而是在放电阶段的地面费用回收功率时钟通过反馈网络[2]。

诉仿真结果和分析

分析桶移装置的性能在4用静态CMOS技术和比较绝热逻辑设计和分析是在坦纳进行香料和H-Spice 180纳米技术。我们4:1实现多路复用器和2-input门示意图示意图的坦纳模式和创造的象征。我们部署符号在桶移装置的设计实例。,如通过晶体管逻辑延迟更因为信号必须通过延迟是在通过晶体管逻辑输出不依赖于晶体管的大小。e,无论它给输出晶体管的大小。而在PFAL哪个更高效的在所有4技术提供了更好的性能功耗。桶移器设计由160多路复用器和10和盖茨。

六。结论

以来,绝热逻辑是一种有效的低功率电路的设计技术力量,延迟和效率比传统CMOS逻辑。从分析我们可以得出结论,PAL和PFAL,两者都是有效的设计逻辑电路,但PFAL胜过朋友的模块化设计,因为朋友的缺点是浮动节点和更多的延迟,这样朋友更多的权力与PFAL消散。在PFAL没有浮动输出所以PFAL比朋友更好的节省能源。这些绝热技术不仅可用于实现桶移器设计还对许多算术和逻辑电路的设计。

承认

作者要感谢SRM大学电子与通信工程系的运送工作成功。

引用

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