【摘 要】
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数字系统的功耗在迅速增加,低功耗设计正成为数字系统设计中的重要方面,冗余抑制技术则是一种低功耗结构逻辑设计的有效方法.论文针对主流CMOS工艺,详细讨论了冗余抑制原理以
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数字系统的功耗在迅速增加,低功耗设计正成为数字系统设计中的重要方面,冗余抑制技术则是一种低功耗结构逻辑设计的有效方法.论文针对主流CMOS工艺,详细讨论了冗余抑制原理以及相应的冗余抑制技术.首先对数字系统中冗余现象的普遍性进行分析,研究了实施冗余抑制功能的各种基本结构,并进行了抑制作用的时间分析与抑制效率的讨论,这些均为在电路的低功耗设计中有效地应用冗余抑制技术而提供了研究基础.其次分析部分组合逻辑电路中存在着的固有优先权以及由此引入的冗余现象对电路功耗特性的影响,提出了抑制冗余的低功耗数值比较器与优先编码器设计.为了消除时钟信号冗余跳变,提出基于门级以及开关级的双边沿触发器逻辑设计.以时钟信号竞争冒险产生窄时钟脉冲控制单闩锁存贮器,获得一种新颖的单闩锁触发器结构.为抑制时序电路中的冗余及由此而产生的额外能耗,重点对门控时钟技术进行了研究.在已有门控时钟的基础上分别发展了门控上升边沿以及下降边沿触发的触发器门控时钟.在此基础上,提出了应用T型触发器进行时序电路设计的新方法,以抑制T=0的时钟周期内主时钟对触发器的无效触发.最后提出通过抑制冗余态的多码状态分配方法实现优先编码,使缺省状态变量对应的触发器可被时钟门控,达到降低功耗的目的.
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