بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک مدار جمع کننده کامل، بر اساسفنّاوری بهینهشده گیت نفوذی - Gate Diffusion Input - که بطور خلاصه GDI گفته می شود، طراحیشده است. ساختار گیت نفوذی برای کم کردن توان مصرفی و تعداد ترانزیستور در مقایسه بافنّاوری - Complementary Metal Oxide Semiconductor - CMOS پیشنهاد شده است.
در ساختار GDI بهینه شده پیشنهادی علاوه بر کاهش توان، تعداد ترانزیستور و به دنبال آن مساحت اشغال شده کاهش یافته است. برای مقایسه از این ساختار اصلاح شده درطراحی یک جمع کننده کامل تک بیتی استفاده شده است. یکی از معایب GDI تخریب - تضعیف - سیگنال است. در این کار پژوهشی با تغییراتی در نحوه اتصال بدنه مقدار تضعیف سیگنال کاهش یافته است.مدار جمع کننده کامل با ساختار GDI اصلاح شده با شبیه ساز اسپایس در فنآوری 180 نانومتر پیاده شده است و با جمع کننده CMOS استاندارد مقایسه شده است و برتری آن نشان داده شده است.
توان مصرفی مدارجمع کننده تک بیتی درتکنیک GDI بهینه شده %36 کمتر از تکنولوژی CMOSمی باشدوهمچنین در تکنیک GDIبهینه شده تعداد 14 عدد ترانزیستوراستفاده شده است درصورتی که تعداد ترانزیستوراستفاده شده در CMOS برابر است با 42 می باشد .
مقدمه :
با توجه به پیشرفت تکنولوژی و افزایش روز افزون لوازم الکترونیکی قابل حمل مانند موبایل و لب تاپ وتبلت ...بحث مصرف توان و کوچکتر شدن مدارات برای افزایش سرعت وعمر بیشتر باطری هرروز بیشتر مورد توجه قرار می گیرد وچون اکثر مدارات دیجیتال ازتکنولوژی VLSIاستفاده می کننددرنتیجه کم کردن توان وکوچکتر شدن مساحت گیتهایی که مدارات CMOSاستفاده می شود ازمهمترین چالشها می باشد.
تکنیک گیتهای نفوذی یکی از روشهایی می باشد که می توان توان ومساحت گیتها استفاده شده درمدارات دیجیتال راکم کردولی استفاده از این تکنیک مشکلاتی دارد که در این مقاله سعی شده با بهینه کردن گیتهای نفوذی عملکرد این مدارات را بهتر کنیم و مدار مورد بررسی یک جمع کننده کامل تک بیتی می باشد که اساس اکثر مدارات دیجیتال و پردازنده های دیجیتالی می باشدکه با تکنیک گیتهای نفوذی بهینه شده می توان توان مصرفی وتعداد ترانزیستورهای مدار جمع کنند کامل را کاهش داد که این باعث کاهش توان کل مداروکوچکتر شدن بقیه اجزا می باشد
عملکرد تکنیک گیتهای نفوذی
گیتهای نفوذی GDIبصورت یک سلول پایه براساس دوعددترانزیستورمی باشد که بصورت شکل1 تعریف می شود
شکل 1سلول پایه GDI
ورودی Gگیت مشترک ترانزیستورهای PMOS1و NMOS2 ورودی P - سورس - PMOS ورودی - Nسورس - NMOS P، N و G وابسته به ساختار مدار می توانند بعنوان پورت های ورودی یا خروجی استفاده شوند. - جدول - 2
باتوجه به جدول 2 می توان تمام گیتهای منطقی را باتعداد 2 ترانزیستور طراحی کردکه گیتها اساس مدارات دیجیتال می باشند که باتوجه به کاهش ترانزیستورهای درگیتها می توان مساحت استفاده شده را کمتر کرد
روش GDI روش مناسبی می باشد ولی باعث بوجود امدن یکسری مشکلاتی می شود از جمله تخریب سیگنال خروجی و اعمال نویزبرروی سیگنال خروجی دربرخی موارد عمل نکردن درست منطق در برخی از گیتها منطقی می شود که با بهینه کردن این تکنیک باعث می شود که مشکلات اعلام شده کمتر شود.در شکل 2موردبررسی قرار گرفته است.
شکل 2سلول پایه MOD-GDI
Spو Snبدنه NMOSE,PMOSEمی باشد که می توان با تغییرولتاژاین پایها واتصال به خروجی GDIرا بهینه کرد.
