用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路制造技术

技术编号:5144947 阅读:251 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路,即在多米诺电路中,应用最优保持管技术,通过调节保持管的衬底电压和电源电压,实现动态功耗、漏电流、噪声容限、电路延迟和抗工艺浮动系数等多个重要参数的均衡,从而使多米诺电路达到最优化的综合性能。其中保持管的电源电压和衬底电压分别为VddL和Vb,除保持管外其余PMOS管的电源电压和衬底电压都为Vdd,电路中所有NOMS管的衬底电压为地电压Gnd,电压的大小关系为:Gnd<Vb<VddL<Vdd。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低功耗电路,具体来说是一种应用最优保持管技术的低功耗多米 诺电路,属于集成电路应用领域。
技术介绍
多米诺电路以其速度快、面积小的优良特性,被广泛应用于处理器的关键路径部 分和存储器中,是高性能处理器和存储器最主流的动态逻辑电路。标准的多米诺电路是 CMOS电路的一个重要分支,它是由一组NMOS管构成的动态逻辑块串上一个静态反相器构 成,如附图说明图1所示。电路的工作原理如下当时钟信号CLK = O时,为电路的预充阶段,此时预 充PMOS管Pl处于导通状态,动态结点被预充至高电平Vdd,与其串接的静态反相器的输出为 低电平;当CLK= 1时,为电路的求值阶段,这时Pl截止,动态结点视NMOS下拉网络(PDN) 的输入信号有条件地放电如果NMOS管逻辑块存在从动态结点到地的直流通路,那么动态 结点对地放电至低电平,输出端上升为高电平;否则动态结点保持高电平值Vdd,直到下一 周期。在传统的多米诺电路中,所有PMOS管的衬底接电源电压,所有NMOS管的衬底接地 电压。在多米诺电路中,保持管对电路动态结点保持正确的逻辑电平状态起着至关重要 的作用。在电路的预充阶段,如图2所示,保持管导通,产生上拉电流,从而提高了动态结点 的抗噪声(包括下拉网络中的漏电流)能力,使动态结点保持在高电平,显然,保持管的尺 寸越大,上拉电流越大,电路的噪声容限越大;在电路的求值阶段,如图3所示,如果存在动 态结点到地电压的通路,动态结点将被下拉为低电平,此时下拉网络中的求值电流与保持 管的上拉电流竞争,因此,保持管的上拉电流也称为竞争电流,显然,保持管的尺寸越大,竞 争电流越大,电路的求值速度越慢。而且,保持管越大,电路消耗的功耗越大。因此,较大尺 寸的保持管有效的提高了多米诺电路的抗噪声能力,但是同时增大了电路的功耗,并降低 了电路的速度。另外,随着集成电路工艺发展到深亚微米,工艺浮动参数对电路的影响越来 越大。因此,实现动态功耗、漏电流、噪声容限、电路延迟和抗工艺浮动系数等多个重要参数 的均衡,从而使多米诺电路达到最优化的综合性能是多米诺电路应用的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是应用最优保持管技术,从而有效的降低多米诺电路的功耗,提高 电路的性能。用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路,包括输入信号端,输出信号端,时钟 信号端,预充管,保持管,时钟管,输出静态反相器和下拉网络(PDN),其中保持管的电源电 压和衬底电压分别为Vdta和\,除保持管外其余PMOS管的电源电压和衬底电压都为Vdd,电 路中所有NOMS管的衬底电压为地电压Gnd,电压的大小关系为Gnd < Vb < VddL < Vddo上述用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路中,保持管的电源电压和衬底电压V‘和Vb可以调节,以更好的均衡功耗,延迟时间和噪声容限等电路参数,定义系数OP作 为衡量多米诺电路综合性能的指标。本文档来自技高网
...

【技术保护点】
用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路,包括输入信号端,输出信号端,时钟信号端,预充管,保持管,时钟管,输出静态反相器和下拉网络(PDN),其中保持管的电源电压和衬底电压分别为V↓[ddL]和V↓[b],除保持管外其余PMOS管的电源电压和衬底电压都为V↓[dd],电路中所有NOMS管的衬底电压为地电压Gnd,电压的大小关系为:Gnd<V↓[b]<V↓[ddL]<V↓[dd]。

【技术特征摘要】
1.用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路,包括输入信号端,输出信号端,时钟信 号端,预充管,保持管,时钟管,输出静态反相器和下拉网络(PDN),其中保持管的电源电压 和衬底电压分别为Vdta和\,除保持管外其余PMOS管的电源电压和衬底电压都为Vdd,电路 中所有NOMS管的衬底电压为地电压Gnd,电压的大小关系为Gnd < Vb < VddL < Vddo2.根据权利要求1所述的用于高性能VLSI的最优保持管多米诺电路,其特征在于保 持管的电源电压和衬底电压V-和Vb可以调节,以...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪金辉吴武臣侯立刚宫娜耿淑琴张旺袁颖
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1