一种改进的能量回收逻辑电路

文本分析了能量回收电路的功耗组成，指出非绝热损失是能量回收电路的主要功耗能量来源，提出了一种改进的能量回收逻辑电路IERL。IERL电路增加了额外的回收路径，能够显著降低电路的非绝热损失，HSPICE模拟结果表明，IERL电路具有很好的低功耗性能。同时，给出了IERL电路的复杂逻辑门设计与级联方式，用0．8μm DPDM工艺实现了2位IERL全加器电路和两相正弦功率时钟电路。     

能量回收电路的功耗优化方法

能量回收电路的非绝热损失正比于CLΔV2,文中提出了两种方法降低CL和ΔV因子.HEERL(high efficient energy recovery logic)电路利用自举效应减小了回收节点的残留电压ΔV,IERL(improved energy recovery logic)电路增加了回收的通路,在控制回收通路的小电容节点产生了CAΔV2的非绝热损失,从而使大电容输出节点电荷被充分回收,降低了电路的整体功耗.降低非绝热损失两个因子CL和ΔV的能量回收电路与其它能量回收电路相比,电路面积增加很小(2个NMOS管),而功耗可降低50%以上.     

能量回收电路的功耗优化方法

能量回收电路的非绝热损失正比于CLΔV2,文中提出了两种方法降低CL和ΔV因子.HEERL(high efficient energy recovery logic)电路利用自举效应减小了回收节点的残留电压ΔV,IERL(improved energy recovery logic)电路增加了回收的通路,在控制回收通路的小电容节点产生了CAΔV2的非绝热损失,从而使大电容输出节点电荷被充分回收,降低了电路的整体功耗.降低非绝热损失两个因子CL和ΔV的能量回收电路与其它能量回收电路相比,电路面积增加很小(2个NMOS管),而功耗可降低50%以上.     

能量回收阈值逻辑电路

通过把阈值逻辑应用在能量回收电路中,提出了一种新的电路形式——能量回收阈值逻辑电路(energyre-coverythresholdlogic,ERTL).阈值逻辑的应用,使ERTL电路的门复杂度大大降低,同时进一步降低了功耗.分别以ERTL电路和静态CMOS电路设计了4位超前进位加法器,两个加法器采用相同的结构.ERTL加法器逻辑电路的晶体管数目只占静态CMOS加法器的63%,与现有的能量回收电路相比,硬件开销减少.设计使用的是TSMC0.35μm工艺,分别在3V和5V工作电压下对电路进行Spice仿真.仿真结果显示,在实际的工作负载和工作频率范围内,ERTL电路的能耗只有静态CMOS电路的14%～58%     

能量回收阈值逻辑电路

通过把阈值逻辑应用在能量回收电路中,提出了一种新的电路形式--能量回收阈值逻辑电路(energy recovery threshold logic,ERTL).阈值逻辑的应用,使ERTL电路的门复杂度大大降低,同时进一步降低了功耗.分别以ERTL电路和静态CMOS电路设计了4位超前进位加法器,两个加法器采用相同的结构.ERTL加法器逻辑电路的晶体管数目只占静态CMOS加法器的63%,与现有的能量回收电路相比,硬件开销减少.设计使用的是TSMC 0.35μm工艺,分别在3V和5V工作电压下对电路进行Spice仿真.仿真结果显示,在实际的工作负载和工作频率范围内,ERTL电路的能耗只有静态CMOS电路的14%～58%.     

能量回收阈值逻辑及其功率时钟产生电路

提出了能量回收阈值逻辑电路(ERTL).该电路把阈值逻辑应用到绝热电路中,降低能耗的同时也降低了电路的门复杂度.并且提出了一种高效率的功率时钟产生电路.该功率时钟电路能够根据逻辑的复杂度和工作频率,调整电路中MOS开关的开启时间,以取得最优的能量效率.为了便于功率时钟的优化设计,推导出了闭式结果.基于0.35μm的工艺参数,设计并且仿真了ERTL可编程逻辑阵列(PLA)和普通结构PLA.在20～100MHz的工作频率范围内,提出的功率时钟电路的能量效率可以达到77%～85%.仿真结果还显示,ERTL是一个低能耗的逻辑.ERTLPLA与普通结构的PLA相比,包括功率时钟电路的     

能量回收阈值逻辑及其功率时钟产生电路

提出了能量回收阈值逻辑电路(ERTL).该电路把阈值逻辑应用到绝热电路中,降低能耗的同时也降低了电路的门复杂度.并且提出了一种高效率的功率时钟产生电路.该功率时钟电路能够根据逻辑的复杂度和工作频率,调整电路中MOS开关的开启时间,以取得最优的能量效率.为了便于功率时钟的优化设计,推导出了闭式结果.基于0.35μm的工艺参数,设计并且仿真了ERTL可编程逻辑阵列(PLA)和普通结构PLA.在20～100MHz的工作频率范围内,提出的功率时钟电路的能量效率可以达到77%～85%.仿真结果还显示,ERTL是一个低能耗的逻辑.ERTL PLA与普通结构的PLA相比,包括功率时钟电路的功耗在内,ERTL PLA仍节省65%～77%的功耗.     

用于能量回收逻辑的正弦功率时钟电路

分析了功率时钟对电容负载充电与回收的物理过程，研完了正弦功率时钟产生电路的基本结构，考虑了功率时钟的频率与相位的稳定性。在此基础上，提出了稳定功率时钟频率与相位的功率时钟产生电路，即接入外部参考时钟，使振荡电路与参考时钟同步。用0．8μm DPDM CMOS工艺实现了一个简化的两相正弦功率时钟产生电路，通过物理测试，验证了电路的工作原理。     

钟控准静态能量回收逻辑电路

钟控准静态能量回收逻辑(clocked quasi-static energy recovery logic,CQSERL)只在输入信号导致输出状态发生变化的情况下才对电路节点充电(或者回收),不需要在每个功率时钟周期循环充电和回收操作;CQSERL是单端输入输出逻辑,减小了电路实现代价.设计了4位QSERL串行进位加法器(RCA)电路,和相应的CMOS电路进行了功耗比较.功率时钟为10MHz时,CQSERL电路功耗是对应CMOS电路的35%.流片实现了一个简单结构的正弦功率时钟产生电路,功率时钟的频率和相位与外接系统时钟相同.     

钟控准静态能量回收逻辑电路

钟控准静态能量回收逻辑 (clocked quasi- static energy recovery logic,CQSERL)只在输入信号导致输出状态发生变化的情况下才对电路节点充电 (或者回收 ) ,不需要在每个功率时钟周期循环充电和回收操作 ;CQSERL是单端输入输出逻辑 ,减小了电路实现代价 .设计了 4位 QSERL 串行进位加法器 (RCA)电路 ,和相应的 CMOS电路进行了功耗比较 .功率时钟为 10 MHz时 ,CQSERL 电路功耗是对应 CMOS电路的 35 % .流片实现了一个简单结构的正弦功率时钟产生电路 ,功率时钟的频率和相位与外接系统时钟相同     

具有交叉耦合结构的能量恢复型电路

本文从改变能量传输方式的观点出发讨论了ＣＭＯＳ电路中的绝热开关原理,并对如何实现恢复进行了分析。本言语重点对具有交 耦合结构的绝热电路的特性作了分析比较,并在ＰＡＬ电路诉基础上提出了一种与之相补的绝热电路－ＰＡＬ－１电路。     

绝热开关的工作特性及其能耗分析

本文对绝热充电原理以及绝热开关的工作特性进行了详细讨论,建立了绝热开关的能耗计算模型。ＰＳＰＩＣＥ模拟证明了所提出的计算模型的正确性。文章最后对包括输入激励在内的整个绝热开关的能耗进行了综合分析,它是分析复杂绝热电路的基础并为在设计能量恢复型电路时合理选取在关参数提供了理论依据。     

采用三相交流电源的低功耗绝热时序电路

研究采用三相交流电源的绝热时序电路.首先介绍了采用三相交流电源的双传输门绝热电路并分析其工作原理，在此基础上提出了性能良好的低功耗绝热D、T与JK触发器.使用绝热触发器设计时序系统的实例被演示.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。     

能量恢复型CVSL电路的设计及其应用

提出了采用交流能源的级联电压开关逻辑(CVSL)电路,其主要特点是输出与输入信号呈现相同相位,并消除了输出端悬空现象,适合于实现低功耗组合电路。应用0.25μmCMOS标准工艺的SPICE模拟表明,提出的电路具有正确的逻辑功能与可观的能量节省。     

CMOS电路教学方法浅谈

数学逻辑电路最基本的构造就是用电子开关实现逻辑“0”和逻辑“1”。目前采用CMOS构造的逻辑器件在总体性能上已超过TTL,因而将成为数字电路教学的重点内容。本文介绍了从MOS管的逻辑形式出发用互补对及广义互补的方法揭示CMOS逻辑电路实质的内容以供参考之用。     

New Active Digital Pixel Circuit for CMOS Image Sensor

A new active digital pixel circuit for CMOS image sensor is designed consisting of four components: a photo-transducer, a preamplifier, a sample & hold (S & H) circuit and an A/D converter with an inverter. It is optimized by simulation and adjustment based on 2 μm standard CMOS process. Each circuit of the components is designed with specific parameters. The simulation results of the whole pixel circuits show that the circuit has such advantages as low distortion, low power consumption, and improvement of the output performances by using an inverter.     

对称三进制逻辑CMOS电路的试制

根据有关对称三进制逻辑的资料,结合CMOS电路生产工艺特点,设计并试制了对称三值逻辑CMOS系列电路。其中包括倒相器与非门、或非门、变形反相器和T门共五种基本电路。本文叙述了设计方案,生产工艺及结果讨论。     

一种新型的晶体管级改进Booth编码单元电路

文章提出了一种新的高速低功耗晶体管级改革Booth编码单元电路。该电路组合了CMOS逻辑电路和传递管逻辑电路，采用高速低耗XOR和XNOR电路，仅用了30个晶体管就实现了改进Booth编码。在0.35μm的工艺条件下，HSPICE的仿真结果表明，电源电压3.3V和频率100MHz条件下，该改进Booth编码电路的延迟为0.34ns，平均功耗为0.13mW。