高性能电流型CMOS显性脉冲触发器设计

提出以电流信号表示逻辑值的电流型CMOS显性脉冲触发器的设计用于低功耗高性能混合集成电路设计中,以减少存储单元开关噪声对电路性能的影响.所提出的电流型CMOS显性脉冲触发器较以往文献中电流型CMOS主从触发器和电流型CMOS边沿触发器晶体管数量分别减少11个和4个,采用TSMC 0.18 μm COMS工艺参数的HSPICE模拟结果表明,所提出的电流型脉冲触发器具有正确的逻辑功能,平均延时分别减少了48.8%和57%,具有结构简单,功耗低和速度快的特性,同时该触发器可方便应用于单边沿和双边沿触发.     

基于CNFET的三值脉冲式D触发器设计

通过对脉冲式时序电路的研究,利用多值开关信号理论,设计基于碳纳米场效应晶体管的单边沿和双边沿三值脉冲式D触发器.该方案利用CNFET高速低功耗特征,结合多值逻辑电路的开关运算,简化函数表达式,优化电路结构,减少晶体管数量,达到了降低功耗的目的.经过HSPICE仿真结果表明,所设计的三值脉冲式D触发器具有正确的逻辑功能和低功耗特性.     

用于显性脉冲式触发器的新型低功耗脉冲信号发生器

脉冲式触发器具有吸收时钟偏移和速度快的优点,为了实现高性能低功耗脉冲式触发器,提出了2种用于显性脉冲式触发器的新型低功耗双边沿脉冲信号发生器.第1种采用延时的时钟信号控制脉冲发生器内部节点的充放电路径,使它们交替导通来产生脉冲信号,减少了直流短路电流,降低了动态功耗;第2种在时钟上升沿和下降沿分别采用NMOS传输晶体管和级联PMOS管直接输出高电平脉冲信号,使其具有平衡的脉冲产生时间,有利于实现对称的输入信号建立时间,以达到脉冲式触发器最小的输入输出延时.通过HSPICE仿真,与以往同类的脉冲信号发生器相比,本文提出的2种脉冲信号发生器在平均功耗、速度、总沟道宽度等方面均有明显的优势,适用于设计高性能低功耗显性脉冲式触发器.     

基于多阈值技术的CMOS低功耗可预置边沿触发器设计

超大规模集成电路设计工艺已进入深亚微米阶段,漏电流功耗已经成为不可忽视的部分,多阈值CMOS技术是一种降低电路漏电流功耗的有效方击,它通过接入高阔值MOS管来抑制低阈值模块的漏电流．本文利用多阈值技术实现电路的冗余抑制,设计了基于多闻值技术的CMOS可预置主从型单边沿、双边沿D触发器,模拟结果表明,设计的触发器能有效降低电路漏电流功耗,跟已有文献提出的可预置主从型触发器相比,可节省近15％的功耗。     

双边沿单稳态触发器的设计

对双边沿单稳态触发器的设计原理进行了研究，根据双边沿单稳态触发器工作特点的要求，以RC电路为定时单元，提出了积分型和微分型双边沿单稳态触发器的基本结构，阐明了双边沿单稳态触发器的设计方法，并具体设计了积分型和微分型双边沿单稳态触发器。     

基于多β晶体管的三值全功能触发器及其应用

本文在分析多β晶体管工作原理的基础上,提出了利用多β晶体管结合ECL构成三值开关,并以此为基础设计了三值D型锁存器和三值主从型D触发器．本文还设计了三值全功能触发器,并讨论了三值全功能触发器的逻辑功能及其激励函数,最后应用全功能触发器对时序电路的实例进行了设计,实例设计表明应用该触发器可以简化电路结构,提高电路的工作速度．     

基于CNFET的三值脉冲型移位寄存器设计

通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)多阈值特性和多值逻辑原理的研究,结合移位寄存器设计方法,提出基于CNFET的具有左移右移并入并出功能的三值脉冲型移位寄存器设计方案.该方案首先利用开关信号理论和CNFET特性设计三值D触发器;然后设计三值T运算电路,并实现数据选择器逻辑功能;最后,在此基础上设计基于CNFET的三值脉冲型移位寄存器.经实验验证,所设计的电路输出稳定,具有正确的逻辑功能,且与CMOS低功耗移位寄存器相比,功耗延时积(Power-Delay Product)降低76.7%.     

可逆双边沿触发器的设计

提出了一种可逆双边沿D触发器的设计方法,该方法利用Feynman可逆逻辑门的信号复制特性,实现可逆D锁存器的设计.然后利用双边沿触发器原理,结合D可逆锁存器以及Fredkin和Modified Fredkin可逆逻辑门的数据选择功能,实现可逆双边沿触发器的设计.同时,利用Verilog硬件描述语言对提出的可逆双边沿D触发器的功能进行了描述.与已有的可逆触发器相比,在相同数据传输速率下,本文设计的双边沿触发器具有结构简单、垃圾位和常量输入少、量子代价更低的特点.     

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MCML的高性能三值D型触发器的设计

MCML电路由于具有高速低摆幅、抗干扰能力强、在高频下比传统CMOS电路功耗更低等优点,越来越受到广泛关注.通过分析二值MCML电路的设计方法,引入与参考电压进行比较的思路,设计了一种结构简单的新型高性能三值D型触发器.采用TSMC 180 nm工艺,使用HSPICE进行模拟.结果表明,所设计的触发器不仅具有正确的逻辑功能,工作频率达到10 GHz,平均D-Q延时和PDP也比传统CMOS三值触发器有明显降低,且随着工作频率的上升,PDP不断下降,适合于高速和高工作频率的应用.     

基于集成门电路的三值无稳态触发器研究

通过对二值无稳态触发器设计原理的重新归纳,本文从三值单稳态触发器的设计出发,提出了基于集成门电路的三值无稳态触发器的设计方案, 并用PSPICE程序进行计算机验证. 结果表明所设计的三值无稳态触发器具有正确的逻辑功能. 本文还进一步提出了三值等宽的三值无稳态触发器的设计方案.     

直接控制触发器预置端的 2-3混值计数器设计

木文研究混值计数器设计中触发器直接预置端的应用.文中首先分析了三值触发器预置端的功能，将二值触发器的邻控原理推广到三值触发器中.然后提出了反馈式和邻控式混值计数器的设计.按照此法设计的电路比较简单，具有一定的实用意义.     

四值单稳态触发器设计

在二值单稳态触发器设计的基础上，提出了四值单稳态触发器的设计方案．经过PSPICE模拟，所设计的电路具有正确的逻辑功能，并能由此方法推广到基值更高的单稳态触发器的设计．与二值单稳态触发器相比，四值单稳态触发器具有更强的功能．     

通用型三值单稳态触发器设计

对三值单稳态触发器的设计原理进行了研究,结合ＲＣ电路延迟作用和信号反馈存在的原理,设计了三值脉冲控宽电路和三值单稳触发器,并通过ＰＳＰＩＣＥ５．０软件模拟,证实了逻辑功能的正确性。     

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．     

基于混值系统的同步计数器

提出用纯二值结构的三值T触发器和普通的二值触发器一起构造混值N进制计数器的设计方案。该方案的引入,可以使N进制计数器可能产生的最大冗余态从原来的2~(m-1)-1个减少到2~(m-2)-1个(m=[ln(N-1)/ln2+1])。而它的输出状态完全与普通的二值计数器相同。     

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%.     

行为序列及基于多值逻辑的产生技术

本文在分析传统数字电路信号行为的基础上,提出了描述信号行为的三值序列产生技术,文中首先讨论了行为序列在低功耗估计技术中的应用及其多值描述,然后运用多值逻辑理论设计了三值行为序列变换电路,并结合SPICE模拟程序给出了行为序列的软件产生技术,最后讨论了如何产生相互独立的三值行为序列。