低功耗互补传输门绝热逻辑和时序电路的设计

研究了采用二相非交叠功率时钟的绝热触发器及时序电路的设计，介绍了采用二相无交叠功率时钟的互补传输门绝热逻辑（CPAL）电路，并分析了其工作原理．该电路利用nMOS管自举原理对负载进行全绝热驱动，从而减小了电路整体功耗，且CPAL能耗几乎与工作频率无关．提出了性能良好的低功耗绝热D、T和JK触发器，并与其他几种绝热触发器进行功耗比较．给出了绝热时序电路的一般设计方法，并作为实例采用应用绝热D触发器设计了十进制计数器．SPICE程序模拟表明：设计的电路具有正确的逻辑功能及低功耗的优点．     

2-4混值/8值绝热加减法计数器开关级设计

通过对8值逻辑编码技术、绝热电路和加减法计数器工作原理及结构的研究,提出带进位/借位的2-4混值/8值绝热加减法计数器设计方案.首先,该方案以开关信号理论为指导,分别推导出2-4混值/8值触发型绝热正循环门和进位/借位电路的开关级结构式,然后利用多阈值NMOS管和交叉存贮结构实现相应电路,并在此基础上实现带进位/借位的2-4混值/8值加减法计数器.最后,PSPICE模拟验证所设计的电路具有正确的逻辑功能,在55.6 MHz工作频率下,与常规CMOS 2-4混值/8值加减法计数器相比,节省功耗约95%.     

基于绝热多米诺逻辑的三值移位寄存器设计

通过对三值移位寄存器和绝热多米诺电路的研究,提出了一种具有左移右移并入并出功能的三值绝热多米诺移位寄存器的设计方案.首先根据开关信号理论设计了具有复位功能的三值绝热多米诺D触发器,实现寄存器移位寄存功能;然后设计了具有数据选择功能的T运算电路,此电路具有3种切换功能;最后在此基础上进一步设计了4位三值绝热多米诺移位寄存器,实现三值绝热多米诺移位寄存器的级联.经HSPICE仿真验证,所设计的电路具有正确的逻辑功能及显著的低功耗特性.     

基于电路三要素理论的四值同步可逆计数器设计

通过对电路三要素（信号、网络和负载）理论和五值代数理论的研究,提出了四值D触发器的元件级结构设计方案．根据可逆计数器的功能特性,采用该四值D触发器设计了具有复位功能的四值同步可逆计数器．PSPICE模拟验证所设计的电路具有正确的逻辑功能．     

三值绝热门控串行数值比较器设计

通过对数值比较器、多值逻辑电路和绝热电路工作原理及结构的研究,提出一种新型的三值绝热门控高位先行串行数值比较器设计方案.该方案利用电路三要素理论,分别推导出构成三值绝热门控串行数值比较器的三值绝热文字电路和一位三值绝热数值比较器的元件级函数表达式及相应的电路结构.PSPCIE模拟结果表明,所设计的电路逻辑功能正确,具有绝热电路能量恢复的特点,将其与传统三值CMOS高位先行串行比较器相比,平均节省功耗约90%.     

基于钟控神经MOS管的多值双边沿D触发器设计

通过对钟控神经MOS管特性和冗余抑制技术的研究,提出了一种新型多值双边沿D触发器的设计方案．该方案利用钟控神经MOS管多输入栅加权信号控制、浮栅上的电容耦合效应及具有对浮栅进行初始化并将数据保存在浮栅上等特性,实现D触发器的多值输出．与传统触发器相比较,此多值触发器不但减少时钟冗余信号,降低电路功耗,提高电路效率,而且无需改变电路的结构就可实现不同基的多值D触发器．最后,采用0．25μm CMOS工艺,利用PSPICE模拟验证了所设计的电路具有正确的逻辑功能,并与相同功能多值D触发器比较,多值双边沿D触发器具有明显的低功耗特性．     

三值移位寄存器与三值环形计数器

本文利用三值D型触发器和三值置态型触发器,提出了对三值移位寄存器和三值环形计数器的电路设计.讨论表明所设计的电路在结构和功能上与二值电路均有很好的对应关系,同时还揭示了三值环形计数器的各种结构与三值变量的极性变换有关.     

三值移位寄存器与三值环形计数器

本文利用三值D型触发器和三值置态型触发器，提出了对三值移位寄存器和三值环形计数器的电路设计.讨论表明所设计的电路在结构和功能上与二值电路均有很好的对应关系，同时还揭示了三值环形计数器的各种结构与三值变量的极性变换有关.     

三值绝热多米诺T运算电路设计

通过对多值逻辑和绝热多米诺电路工作原理及结构的研究,提出三值绝热多米诺T运算电路的设计方案.该方案首先将三值T运算定义与三值文字运算相结合,得到基于文字运算的T运算定义式;然后以开关信号理论为指导,推导出逻辑0与逻辑2选通电路的开关级表达式,并利用文字运算互斥互补关系,得到逻辑1选通电路的开关级表达式;最后根据这些表达式进一步实现了三值绝热多米诺T运算电路.经HSPICE仿真验证,该电路具有正确的逻辑功能及低功耗特性.     

三值电流型CMOS全加器的改进设计

以开关信号理论为指导,对电流型CMOS电路中如何实现阈值控制进行了讨论.建立了实现阈值控制电路的电流传输开关运算.在此基础上设计了具有阈值控制功能的电流型CMOS三值全加器.通过对开关单元实施阈值控制后,所设计的电路在结构上得到了非常明显的简化,在性能上也获得了优化.HSPICE模拟验证了所提出的电路具有正确的逻辑功能,并且较之以往设计具有更好的瞬态特性和更低的功耗.     

双边沿动态触发器的设计及其应用

从双边沿触发器的特点出发,提出了一种双边沿动态触发器的设计方案,该触发器结构较其他几种设计方案简单。用PSPICE程序模拟证实该种触发器具有正确的逻辑功能,并且平均功耗较小。文章还介绍了该双边沿触发器在时序电路中的应用．     

多码技术在低功耗十进制计数器设计中的应用

分析了存在于时序电路中的冗余行为的各种抑制机理,着重阐述了冗余抑制技术中的多码设计技术原理.以对十进制计数器的4种设计,充分验证了在低功耗设计中多码技术的可行性和有效性.PSPICE模拟与能耗分析证明,该技术能有效地达到节省功耗的目的.     

MPC850最小系统的硬件设计

介绍MPC850芯片的两个主要模块:嵌入式处理器模块和通信处理模块.设计了基于MPC850最小系统硬件系统,它包括系统时钟、复位电路、存储器电路及串行通道和接口.实际应用显示该系统效果良好.     

基于阈算术代数系统的ECL触发器设计#br# #br# 基于阈算术代数系统的ECL触发器设计

针对ECL触发器设计中存在电路结构复杂、设计过程繁琐等不足,在分析ECL电路特点和阈算术代数系统的基础上,设计出一种ECL算术运算单元电路,进而提出了基于阈算术代数系统的ECL触发器的设计方法,具体设计了ECL二值主从型D触发器、ECL三值D锁存器以及ECL三值T触发器置数单元.采用TSMC 0.18 μm工艺参数对所设计的电路进行HSPICE模拟,结果显示,所设计的电路具有正确的逻辑功能和良好的瞬态特性,验证了本方法的正确性.与以往的ECL触发器电路相比,本方法设计的ECL触发器电路结构有所简化,运用和图方法,使得设计更加简单、直观有效.特别是在较复杂电路设计时,本方法更显优势,电路结构更为简单,所用晶体管数量更少.     

基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化

在三值FPRM(Fixed-Polarity Reed-Muller)逻辑函数中,n变量函数有3ⁿ个固定极性.针对不同极性下FPRM电路功耗不同的特点,研究了三值FPRM逻辑表达式,提出一种基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化方法.首先,根据三值逻辑函数表达式和开关信号传递理论,建立三值FPRM电路功耗估计模型;再利用模拟退火遗传算法对三值FPRM电路进行功耗最佳极性搜索,得到了功耗最低的FPRM电路;最后对13个MCNC Benchmark电路进行仿真.结果表明:与0极性相比,搜索到的最佳极性功耗平均节省了73.98%.     

快速高精度凸轮磨微进给控制

改进加工流程及升降速控制可以缩短砂轮进退时间，改善快速性。降速停止过程中，驱动速率低于启动频率后，利用在某相定位位置使电机停转来提高定位精度，再加上CCD复位检测，利用计数器对粗磨总量、精磨总量返回位置的确认等措施可以有效地缓解此矛盾。在改造后的NEWCAM凸轮磨中得到实现。