Модель комбинационных логических схем на КМОП-транзисторах (Модель комбинационных логических схем на КМОП-транзисторах.pdf)

Математические модели и методылогического синтеза СБИСОсень 2015Лекция 2План лекции• Полевые транзисторы, принцип их работы и устройство.– N- и P-канальные транзисторы, их проводимость. Логическиесхемы НЕ, 2-НЕ-ИЛИ и др.• Модель комбинационных логических схем на КМОПтранзисторах.– Структура и функционирование КМОП-схемы общего вида,правильные комбинационные КМОП-схемы.– Синтез комбинационных КМОП-схем на основе структурногомоделирования контактных схем (КС), итеративно-контактныхсхем (ИКС) и схем из функциональных элементов (СФЭ).Примеры и сравнительный анализ разных типов структурногомоделирования (СФЭ, КС и ИКС).– Связь между логическим и транзисторным уровнем, понятие отехнологической библиотеке.Полевые транзисторы, принцип ихработы и устройствоЛекция 2Полевые транзисторы, принципих работы и устройствоПолевые транзисторы, принципих работы и устройство•p-канальный МОП-транзистор;Проводит от u к v и обратнотогда и только тогда, когда назатворе w – низкий потенциал(“0”).•n-канальный МОП-транзистор;Проводит от u к v и обратно,тогда и только тогда, когда назатворе w – высокий потенциал(“1”).Простейшие логические схемы наКМОП-транзисторахМодель комбинационныхлогических схем на КМОПтранзисторахЛекция 2Структура комбинационныхКМОП-схемПравильные комбинационныеКМОП-схемы• Потенциал “1” в вершине u в моментвремени t формируется тогда и толькотогда, когда к этому моментусформировались: цепь C из “1” в u,состоящая из открытых p-транзисторов, исечение S, состоящее из закрытыхтранзисторов p- и n- типа, котороеотрезает u от “0”.

Аналогичным образомв вершине u формируется потенциал “0”.• КМОП-схема Σ – правильнаякомбинационная схема, если на любомнаборе значений входных переменных Σ впроцессе её функционирования в любойуправляющей или выходной вершине Σтаким образом будет сформирован одиниз потенциалов “0” или “1”.Правильные комбинационныеКМОП-схемыПК• КМОП- класс правильных комбинационныхКМОП схем.ПК• Предполагается, что схемы из КМОПнеимеют входных переменных, подаваемых вканалы транзисторов.• Сложность (Σ) схемы Σ – число еётранзисторов.• Задержка (Σ) схемы Σ – максимальнаядлина пути от полюсов 0 и 1 до выходов Σ.Правильные комбинационныеКМОП-схемы• (Σ) – множество внутренних вершин (отличных от0 и 1) схемы Σ.• ∈ Σ , ∈ 1, , - значение потенциала ввершине при подаче на входы Σ набора значений.• В каждой вершине может сформироватьсязначение 0, 1 или неопределенное значение “-”.• Динамическая активность Σ; , схемы Σ припереключении с набора на набор задаетсяформулой:|| Σ; , = 0 → 1 ∨ ("−" → 1)=1Некоторые классы «неправильных»комбинационных КМОП-схемXiСхема с проблемами переключенияДифференциальная каскоднаялогика переключения напряжения(Differential Cascode Voltage SwitchLogic(DCVSL))XiСхема с нагрузочным транзисторомСтандартизированная логика(ratioed logic).