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Técnicas para projeto de ASICs CMOS de alta velocidade (1998)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SOARES JUNIOR, JOAO NAVARRO - EP
  • Unidades: EP
  • Sigla do Departamento: PEE
  • Subjects: ENGENHARIA ELÉTRICA
  • Language: Português
  • Abstract: para atingir tanto altas freqüências de operação como baixos consumos de potência. O protótipo caracterizado do Prescaler operou a 1,58 GHz. O índice de mérito utilizado para comparações entre diferentes implementações de Prescalers ('Tec POT.3'.'F IND.max'/Pot), índice que leva em conta a freqüência máxima de operação ('F IND.max), o consumo de potência (Pot) e a tecnologia utilizada (Tec), foi, para nosso circuito, quase duas vezes superior ao melhor resultado encontrado nas implementações dos outros trabalhos.A redução nas dimensões dos transistores CMOS e a demanda crescente por circuitos rápidos fizeram da velocidade um importante fator de desempenho dos circuitos integrados (C.I.) modernos. O objetivo deste trabalho é um estudo e desenvolvimento de técnicas para projeto de ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) CMOS de alta velocidade. Uma estratégia para o projeto de Register Transfer Systems os quais usam um único clock no sincronismo é inicialmente proposta. Essa estratégia foi denominada Extended True Single Phase Clock (E-TSPC). Nela são utilizadas portas lógicas complementar CMOS, CMOS dinâmicas e data precharged (onde os dados de entrada fazem a pré-carga), blocos n-latches e blocos p-latches. Ainda, são permitidas modificações em algumas destas portas e blocos, formando novos blocos N-MOS like que aumentam a velocidade dos circuitos. Um conjunto de regras de composição, que regulam as ligações entre blocos e portas, é criado. Tais regras, quando obedecidas, garantem que problemas referentes ao funcionamento das portas e dos blocos usados não ocorrerão. Isso é provado por meio de vários teoremas. O estudo da otimização de tapered buffers, para obter máxima taxa de operação, é apresentado em seguida. A partir de simulações com diferentes tecnologias verificamos que a minimização do atraso de um buffer (desde sua entrada à saída) não proporciona a máxima taxa de operação necessariamente. Osresultados apontaram que valores de fator de aumento entre inversores inferiores a 2,0 proporcionam maiores taxas. Tais fatores, por outro lado, levam a atrasos maiores que o mínimo que pode ser conseguido. Incrementos superiores a 20% na máxima taxa de operação foram alcançados com o uso de pequenos fatores de aumento. Para verificação das técnicas propostas, foram projetados e implementados os seguintes circuitos: uma versão de alta perfomance de um Multiplexador 8:1, uma versão de alta perfomance de um ) Demultiplexador 1:8 com byte aligment e um Dual Modulus Prescaler (contador 128/129). A tecnologia empregada foi CMOS 0,8'mü'm (comprimento de canal efetivo de 0,7'mü'm). Nos circuitos Multiplexador e Demultiplexador foram aplicadosos resultados do estudo da otimização de tapered buffers e os novos blocos N-MOS like introduzidos no E-TSPC. Resultados experimentais apontaram que o Multiplexador opera as taxas de 1,7 Gbit/s e o Demultiplexador, a 1,38 Gbit/s. O ganho de velocidade conseguido em relação a primeira versão destes mesmos circuitos, efeito do emprego das técnicas aqui propostas, foi de 62% para o Multiplexador e de 29% para o Demultiplexador. Adicionalmente, a comparação dos resultados com os de outros circuitos da literatura indica que velocidade e o consumo de potência alcançados são excelentes. No Dual Modulus Prescaler a estratégia E-TSPC foi amplamente explorada, mostrando ser vantajosa
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 14.12.1998

  • How to cite
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    • ABNT

      NAVARRO SOARES JUNIOR, João; VAN NOIJE, Wilhelmus Adrianus Maria. Técnicas para projeto de ASICs CMOS de alta velocidade. 1998.Universidade de São Paulo, São Paulo, 1998.
    • APA

      Navarro Soares Junior, J., & Van Noije, W. A. M. (1998). Técnicas para projeto de ASICs CMOS de alta velocidade. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Navarro Soares Junior J, Van Noije WAM. Técnicas para projeto de ASICs CMOS de alta velocidade. 1998 ;
    • Vancouver

      Navarro Soares Junior J, Van Noije WAM. Técnicas para projeto de ASICs CMOS de alta velocidade. 1998 ;


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