Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

INF3400 Del 3,4,5-8 Repetisjon Statisk digital CMOS.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "INF3400 Del 3,4,5-8 Repetisjon Statisk digital CMOS."— Utskrift av presentasjonen:

1 INF3400 Del 3,4,5-8 Repetisjon Statisk digital CMOS

2 CMOS inverter og DC karakteristikk CMOS inverter:

3 pMOS transistor: nMOS transistor: AVLineærMetning V gsn < V tn V gsn > V tn V inn < V tn V inn > V tn V dsn < V gsn - V tn V dsn > V gsn - V tn V ut < V inn - V tn V ut > V inn - V tn AVLineærMetning V sgp < |V tp| V sgp > |V tp| V inn > V DD +V tp V inn < V DD +V tp V sdp < V dsat V sdp > V dsat V sdp < V sgp - |V tp| V sdp > V sgp - |V tp| -V ut < V tp - V inn -V ut > V tp - V inn V ut > V inn - V tp V ut < V inn - V tp

4 Inverter transisjon: I områdene B, C og D er begge transistorene PÅ, slik at det går en strøm mellom spenningsforsyningene.

5 Transistorstørrelser

6 Støymargin Høyeste inngang tolkes som 0. Høyeste utgang defineres som 0. Laveste inngang tolkes som 1. Laveste utgang defineres som 1.

7 RC forsinkelsesmodeller

8 Seriekobling av transistorer: Parallellkobling av transistorer: Eksempel NAND3: Transisjon fra 0 til 1: Transisjon fra 1 til 0:

9 RC modell

10 Elmore forsinkelsesmodell NAND3 NANDN: Forsinkelsesmodell:

11

12 Parasittisk tidsforsinkelse: Vi kaller diffusjonskapasitanser for parasittiske kapasitanser som bidrar til parasittisk tidsforsinkelse. Eksterne kapasitanser er definert som gatekapasitans for porter som skal drives. Eksempel NAND3 som skal drive h tilsvarende porter: Enkel RC modell: Elmore: Parasittisk tidsforsinkelse: Tidsforsinkelse (h=4): Parasittisk tidsforsinkelse: Tidsforsinkelse (h=4): h=4:

13 Elektrisk effort Vi kaller forholdet mellom ekstern last (kapasitans) og inngangslast for elektrisk effort. Dette forholdet kalles fanout og skrives som C h. Logisk effort Vi kaller forholdet mellom en ports inngangskapasitans og inngangskapasitansen til en inverter som leverer samme utgangsstrøm for logisk effort g.

14 Lineær forsinkelsesmodell Normalisert tidsforsinkelse: Effort tidsforsinkelse Parasittisk tidsforsinkelse Elektrisk effort h:

15 Logisk effort Vi kaller forholdet mellom en ports inngangskapasitans og inngangskapasitansen til en inverter som leverer samme utgangsstrøm for logisk effort g.

16 INF3400/4400 Del 5 Statisk digital CMOS Parasittisk tidsforsinkelse Vi definerer parasittisk tidsforsinkelse som tidsforsinkelse i en port uten ekstern last. Port1234n Inverter1 NAND234n NOR234n Tristate24362n Antall innnganger N- inngangs NAND port: I realiteten øker parasittisk tidsforsinkelse kvadratisk med antall innganger.

17 Tidsforsinkelse i kjede av logiske porter Logisk effort i kjede: Elektrisk effort i kjede: Forgreiningseffort: Forgreiningseffort i kjede:

18 Kjedeeffort: Kjedeforsinkelse: Kjedeforsinkelse vil ha en minimumsverdi når alle portene har lik effort forsinkelse f. Dvs.: Minimum tidsforsinkelse: Transistorstørrelser: Som gir:

19 Eksempel:Logisk effort i kjede: Elektrisk effort i kjede: Forgreinings effort i kjede: Kjedens effort: Optimal porteffort: Parasittisk tidsforsinkelse: Minimum kjedeforsinkelse:

20 Starter ved utgangen og finner transistorstørrelser: Beregner x:

21 Bubble pushing

22 Eksempel:

23 Vi antar at: Logisk effort: Parasittisk tidsforsinkelse: Kjedens effort: Optimal porteffort: Vi beregner y:Vi beregner x:

24 Løsning: Tidsforsinkelse:

25 Porter med skew

26

27

28 Introduksjon til effektforbruk Effektforbruk: Effektforbruk over en tidsperiode T: Gjennomsnittelig effektforbruk over en tidsperioden: Statisk effektforbruk: 1.AV strøm. 2.Tunnellering. 3.Pn-overganger. 4.Lekkasje i transistorer som overstyres. Dynamisk effektforbruk: 1.Opp- og utladning av kapasitanser. 2.Kortslutningsstrøm.

29 Statisk effektforbruk AV strøm: Statisk effektforbruk:

30 Dynamisk effektforbruk Inverter med last: Gjennomsnittelig dynamisk effektforbruk: Tar hensyn til aktivitet: Over tidsperioden T:

31 Pseudo nMOS NOR Logisk effort:

32 Parasittisk tidsforsinkelse:

33 Ganged CMOS

34 Kaskode spenning svitsj logikk NAND port


Laste ned ppt "INF3400 Del 3,4,5-8 Repetisjon Statisk digital CMOS."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google