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浙江大学学报(工学版)
J4  2009, Vol. 43 Issue (5): 860-863    DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2009.05.014
自动化技术、计算机技术     
基于多阈值技术的低功耗优先编码器设计
胡晓慧1,张慧熙2,沈继忠1,3
（1.浙江大学城市学院,信息与电气工程学院,浙江 杭州310015；2.杭州师范大学 钱江学院,浙江 杭州 310012； 3.浙江大学 信息与电子工程学系,浙江 杭州 310027）
Design of low power priority coder based on multi-threshold technique
HU Xiao-hui1, ZHANG Hui-xi2, SHEN Ji- zhong1,3
(1. School of Information and Electrical Engineering, Zhejiang University City College, Hangzhou 310015, China;
2. College of Qianjiang, Hangzhou Normal University, Hangzhou 310012, China;
3. Department of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
 全文: PDF(475 KB)  
摘要：

多阈值CMOS技术是一种新的降低电路功耗的设计技术.根据多阈值CMOS电路设计原理,设计了多阈值组合逻辑单元电路,并将多阈值技术与冗余抑制技术结合起来,设计了多阈值优先编码器,通过将高阈值NMOS管的控制信号用较高优先权的输入信号进行控制,抑制了优先编码器的冗余现象,控制了电路的漏电流,且无须增加控制信号.采用0.18μm工艺参数进行模拟,结果表明,所设计的多阈值优先编码器具有正确的逻辑功能,在相同的参数条件和输入信号下,与已有的冗余抑制优先编码器相比,节省约19％的功耗；与传统的优先编码器相比,节省了约49％的功耗.
关键词： CMOS;  阈值电压;  功耗;  漏电流;  冗余    
Abstract:

Multi-threshold CMOS is a new technique to reduce the power dissipation. According to the principle of multi-threshold CMOS (MT-CMOS), multi-threshold combinational  logic unit circuits were designed, and a low power priority coder was designed by MT-CMOS and redundancy-restraining technique. The high threshold voltage NMOS devices were  controlled by higher priority inputs to restrain the redundancy of the priority encoder and reduce the leakage current without any other controlling signal. Simulation based on  the 0.18 μm standard suggested that the designed multi-threshold priority coder not only had correct logic function, but also reduced the leakage power and saved about 19%  power compared with the existing redundancy-restraining priority coder, and saved 49% power compared with the conventional priority coder．
Key words: CMOS    threshold voltage    power consumption    leakage current    redundancy
出版日期: 2009-06-01
:  TN432  
基金资助:

浙江大学城市学院教师科研基金资助项目（J-09012）.
作者简介: 胡晓慧（1982-），女，安徽淮南人，讲师，主要从事低功耗集成电路设计研究.
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胡晓慧
张慧熙
沈继忠

引用本文:

胡晓慧, 张慧熙, 沈继忠. 基于多阈值技术的低功耗优先编码器设计[J]. J4, 2009, 43(5): 860-863.

HU Xiao-Hui, ZHANG Hui-Xi, CHEN Ji-Zhong. Design of low power priority coder based on multi-threshold technique. J4, 2009, 43(5): 860-863.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/xueshu/eng/CN/10.3785/j.issn.1008-973X.2009.05.014    或    http://www.zjujournals.com/xueshu/eng/CN/Y2009/V43/I5/860

［1］ GHANI T, MISTRY K, PACKAN P, et al. Scaling challenges and device design requirements for high performance sub-50nm gate length planar CMOS transistors ［C］∥ Proceedings  of International Symposium on VLSI Technology, Systems, and Applications. Honolulu: ［s.n.］, 2000: 174175．
［2］ KANG S M S. Elements of low power design for integrated systems ［C］∥ Proceedings of the 2003 International Symposium on Low Power Electronics and Design. Seoul: ACM,  2003: 205210．
［3］ LIU Zhi-yu, KURSUN V. Charge recycling MTCMOS for low energy active/sleep mode transitions ［C］∥ IEEE International Symposium on Circuits and Systems. New Orleans: IEEE,  2007: 13891392.
［4］ ANIS M, AREIBI S, ELMASRY M. Design and optimization of multithreshold CMOS (MT CMOS) circuits ［J］. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and  Systems, 2003, 22(10): 13241342．
［5］ KHANDELWAL V, SRIVASTAVA A. Leakage control through fine-grained placement and sizing of sleep transistors ［J］. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated  Circuits and Systems, 2007, 26(7):12461255．
［6］ KAO J T, CHANDRAKASAN A P. Dual-threshold voltage techniques for low-power digital circuits ［J］. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2000, 35(7): 10091018．
［7］ USAMI K, KAWABE M, SETA K, et al. Automated selective multi-threshold design for ultra-low standby applications ［C］∥ Proceedings of the 2002 International Symposium on  Low Power Electronics and Design. Monterey: ACM, 2002: 202206．
［8］ 卢仰坚,吴训威. 抑制冗余优先编码器的逻辑设计［J］. 浙江大学学报：理学版, 2001, 28(4): 468472．
LU Yang-jian, WU Xun-wei. The logic design of priority encoder with redundant-restraining ［J］. Journal of Zhejiang University: Science Edition, 2001, 28(4): 468472．
[1] 陈琛, 孙可旭, 冯建宇, 奚剑雄, 何乐年. 超低功耗无片外电容的低压差线性稳压器[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(8): 1669-1675.
[2] 黄正宇, 蒋鑫龙, 刘军发, 陈益强, 谷洋. 基于融合特征的半监督流形约束定位方法[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(4): 655-662.
[3] 陈鹏, 项基, 韦巍. 基于GWLN方法的冗余机械臂关节力矩约束控制[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(1): 68-74.
[4] 胡克用, 胥芳， 艾青林， 徐红伟， 欧阳静. 面向多逆变器的微电网冗余群控策略[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(8): 1608-1617.
[5] 苏梦瑶, 陈旭斌, 邱仅朋, 王志宇, 刘家瑞, 陈华, 尚永衡,刘东栋, 郁发新. 抗单粒子翻转的高可靠移位寄存器设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(4): 792-798.
[6] 周聪聪， 涂春龙， 高云， 王飞翔， 何成， 龚红伟，连平, 叶学松. 腕戴式低功耗无线心率监测装置的研制[J]. 浙江大学学报(工学版), 2015, 49(4): 798-806.
[7] 罗中海, 孟祥磊, 巴晓甫, 费少华, 方强. 飞机大部件调姿平台力位混合控制系统设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2015, 49(2): 265-274.
[8] 黄奇伟, 章明, 曲巍崴, 卢贤刚, 柯映林. 机器人制孔姿态优化与光顺[J]. 浙江大学学报(工学版), 2015, 49(12): 2261-2268.
[9] 江沛, 黄水华, 韦巍, 单才华, 项基.
带关节约束的非冗余机械手臂二阶逆运动学控制
[J]. 浙江大学学报(工学版), 2015, 49(10): 1885-1892.
[10] 叶学松,陆玲,蔡秀军,张宏,李赞,程李成. 基于FPGA和CMOS传感器的三维高清实时视频系统[J]. 浙江大学学报(工学版), 2015, 49(1): 47-53.
[11] 谭腾飞,马德,黄凯,马琪. 多层图像叠加处理的低功耗自适应流水线设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2015, 49(1): 27-35.
[12] 姜伟,赵野. 开关电源的多模式控制策略及实现[J]. 浙江大学学报(工学版), 2014, 48(9): 1580-1585.
[13] 赵津晨,赵梦恋,吴晓波. 低电源电压超低功耗Delta-Sigma调制器[J]. J4, 2013, 47(7): 1225-1231.
[14] 项晓燕,陈志坚,孟建熠,严晓浪. 基于邻行链接访问的低功耗指令高速缓存[J]. J4, 2013, 47(7): 1213-1217.
[15] 潘竹生, 莫毓昌. 冗余可修系统的可靠性分析[J]. J4, 2013, 47(4): 644-649.