【摘 要】
:
当前人们对便携式智能电子设备应用越来越广泛,对超低功耗芯片系统的需求持续增长。触发器(Flip Flop,FF)是一个关键元素,因为大多数现代微处理器都是在同步流水线结构下操作的。在低电源电压电路,为减少速度衰退最好使用具有更少的FF组合逻辑的细粒度管道。这意味着FF的功耗及其相关联的时钟周期都是重要的。因此,设计出具有较小延迟的低功耗FF是必要的。为达到这一目标,应用基于灵敏放大器的触发器(Se
论文部分内容阅读
当前人们对便携式智能电子设备应用越来越广泛,对超低功耗芯片系统的需求持续增长。触发器(Flip Flop,FF)是一个关键元素,因为大多数现代微处理器都是在同步流水线结构下操作的。在低电源电压电路,为减少速度衰退最好使用具有更少的FF组合逻辑的细粒度管道。这意味着FF的功耗及其相关联的时钟周期都是重要的。因此,设计出具有较小延迟的低功耗FF是必要的。为达到这一目标,应用基于灵敏放大器的触发器(Sense Amplifier based Flip Flop,SAFF)的数字电路设计技术得到了越来越多的关注。本文为了FF的高速低功耗提出一种重新堆叠自适应调节单端输出SAFF电路结构。本文提出的新型SAFF结构由灵敏放大器(Sense Amplifier,SA)主级和置位复位(Set-Reset,SR)锁存器从级两个部分构成。本文通过改变主级SA结构的堆叠顺序,将五个预充电结点减少为两个,同时将三个放电结点减少为一个,优点是降低功耗、提升速度。也会带来失调电压增大,但在全电平的数字系统中影响较小。为了应对时钟为高电平时数据D发生跳变的情况,SA结构引入了一种自适应的反馈机制,从而避免了数据突变而造成触发器内部结点错误翻转,提升SA工作的稳定性。与此同时,在牺牲差分输出上改良单端输出SR锁存器,有效避免锁存器中因改变输出Q时的电流竞争和毛刺现象,降低功耗的同时又提升速度。面对实际应用的问题,在新型SAFF基础上提出了增加抑制冗余的结构。抑制冗余LP SAFF通过判断当前数据来选择所要预充的结点,避免对两个结点的充电,抑制冗余LP SAFF减少电路结点跳变,大大降低了功耗。提出新型SAFF的仿真分析,在不同工艺角下优化的SA主级延迟平均减小43%,功耗降低23%。新型SAFF对比Con SAFF功耗平均节省了26%,其中α=12.5%时,SAFF功耗节省了32%,时钟到输出的延时缩短了46%,在不同工艺角下和不同输入数据切换频率下,功耗延迟积平均降低了约3倍。所提出抑制冗余LP SAFF对比LP SAFF的时钟输出延迟缩短了44%,当α=12.5%时,功耗延迟积优化了34%。当其在实际加法器的设计中,相较于LP SAFF功耗平均节省了23%,相较于Con SAFF功耗平均降低了39%。
其他文献
作为生物体,最基本的生命结构就是细胞。理解其发育、命运及行为,包括从分子遗传基础到基因网络,是生命科学最主要的挑战之一。对细胞进行直观的观察和记录已成为目前细胞生物学的重要趋势。线虫作为细胞谱系追踪金标准,是迄今唯一已获得从受精卵到成虫完整细胞谱系同时又具有固定谱系的多细胞模式生物。对线虫细胞的研究将有助于全景式探索时空环境下细胞复杂性状的分子发育机制,同时为阐明复杂性状变异的规律提供基础支撑。精
近年来随着通信系统的高速发展,人们对通信数据的速度与质量要求也越来越高,为满足高速度高质量的数据传输要求,传输系统中的串行器/解串器(SerDes)成了研究的热门领域,对于高速、高质量的SerDes的研究成果也是硕果累累,通常人们会采用在信道相应的收发端引入电子均衡的方式来减弱或者加强所传输的信号来均衡信号在传输过程中所受到的传输信道中各类因素影响,其中一种被广泛应用的非线性的均衡技术判决反馈均衡
随着科技的高速发展,越来越多的可穿戴电子设备被大家所熟知,这种趋势促进了对具有柔性、安全性和高性能等特殊需求的电池的研究。锌离子电池(ZIBs)由于其较低的成本,较高的安全性以及环保等特性,受到广泛的研究工作者的关注。为了让ZIBs更好地应对可穿戴电子设备的储能需求,有必要对ZIBs应用的多样化进行研究。本论文的研究内容主要包括下面的这两个部分:(1)以迈科烯(MXene)-二硫化钛(TiS2)为
近年来,随着软件无线电技术的不断发展,软件无线电平台在雷达方面的预研和应用方面的工作也在如火如荼的开展。传统的无线电业务由于技术限制的原因在监测频带范围和监测角度上都十分受限,而基于软件无线电的无线电频谱监测和测向系统可以很好的克服以上问题,因此吸引了更多的科研技术人员投入到基于软件无线电的测向系统方向上进行研究。本课题主要依托于“星载无线电等离子体探测系统”项目,设计一款基于软件无线电的宽带信号
异质结构因其层间范德华相互作用而造成了很大影响,二维材料的研究也在如火如荼的进行当中,且在光学器件,电学和纳米器件等不同领域都有非常深远的应用潜力。而且不同种类的二维材料的不同堆叠方式为各种器件的制造和应用提供了巨大可能。而过渡金属硫属化物(TMDCs)的成功制备,其优良的电学性质以及高的载流子迁移率证明是未来光电器件的良好候选材料。为此,本文选取半导体性质的二维材料碳化锗(Ge C)和半金属性质
通过内窥镜获取清晰的图像,能够更清楚地观察病灶以及真实反映了病变周围的结构,从而有效提高诊断和治疗过程的准确性。然而,传统的白光内窥镜内置光源照明条件不良,以及人体器官环境结构十分的复杂,难以反映器官之间的相对位置关系,容易产生误诊。国内内窥镜大多不具备这一功能,所以研究新的内窥镜图像处理技术是外科手术中亟待解决的问题。为了解决以上问题,本文针对内窥镜图像器官组织特征提出了一种基于多层迭代模型的对
渤海地区海水及地下卤水资源丰富,自古以来就是古代盐业生产的重要地区,最早可以追溯到商周时期。山东寿光侯辛庄唐宋时期遗址出土了大量钙化物、铁锈块等制盐遗物,为研究中国唐宋时期制盐技术提供了大量的实物资料。本研究采用能量色散型X射线荧光分析(ED-XRF)、X射线衍射分析(XRD)、锶同位素分析、碳氧同位素分析等多种技术手段,对该遗址的钙化物及铁锈块进行分析检测,以了解山东地区唐宋时期的制盐手工业技术
结直肠癌多由肠道内的恶性息肉演变而来,早期检查肠道息肉并切除是有效避免结直肠癌的关键,使用结肠镜检测息肉是检查肠道安全的金标准。人工检测会受到诸多干扰因素,检查过程中会漏检一些息肉,利用计算机诊断技术辅助医生分割肠道内息肉不仅可以提高息肉检测效率和降低息肉漏检率,还可以确定息肉具体位置,方便专业医生制定诊断方案。当前主流的息肉分割算法都是基于卷积神经网络技术,但在精度上还不够高,对体积小且扁平的息
近年来,柔性触觉传感器作为电子皮肤的重要分支,迫切需要具有宽量程、高灵敏、低迟滞等优点的触觉感知能力。为进一步提高柔性触觉传感器的应用范围,本文将从传感器的结构设计出发,研究制备具有高柔韧性、高灵敏度、宽检测范围以及快速响应等优点的电容式柔性触觉传感器。本文主要研究内容:基于仿生结构提出一种阵列式交错台阶状柱体结构介质层,利用有限元仿真验证基于台阶状柱体结构介质层触觉传感器的可行性,不同结构介质层
小麦是全球第三大粮食作物,小麦健康稳定生长对粮食安全有重要意义。赤霉病是小麦的主要病害之一,严重影响了小麦的产量和品质,并且染病小麦中由镰刀菌代谢产生的呕吐毒素对人类和动物的健康构成严重威胁。因此,准确快速地监测小麦赤霉病发生严重程度,对于该病害的预防和控制有着重要意义。本文应用高光谱遥感技术进行小麦赤霉病监测技术研究。主要对麦穗、冠层和田块三种尺度高光谱数据进行分析,明确了小麦赤霉病的光谱响应特