基于NCL逻辑的异步关键电路设计研究

发布时间：2021-11-19 15:36

　　随着集成电路产业的高速发展，晶体管的特征尺寸迅速缩小，电路复杂度不断增大，芯片对功耗和速度的要求越来越高，同步电路技术在设计、制造和应用中的局限性和缺陷日趋明显，因此异步电路设计重新成为人们关注的热点。本文对异步电路系统中的运算和存储部分进行了研究，采用NCL逻辑全定制方式完成了异步电路中运算以及存储等关键模块的电路设计。首先，在Cadence环境下使用smic18rf工艺库完成了NCL基本门限门单元以及逻辑运算电路模块的设计和仿真。其次，对NCL流水线进行研究分析，对比不同流水线的性能，并通过流水线的方式设计实现异步带符号运算乘法器。最后，针对四相双轨编码的数据存储问题对存储器外围电路进行改进，通过单双轨转换电路使得存储的数据为异步单轨有效数据，从而减小了存储空间的使用，完成了异步数据的存储。本文对通过全定制设计实现异步电路的方法进行研究，在一定程度上解决了异步电路系统设计到实现的技术问题，对于异步电路系统的设计实现和应用研究有一定的参考价值。 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

带有门延时、传输线延时的电路模型

第一章 绪论延迟不敏感电路的特性。而那些依赖于更为精细及工程化的时序设计才能正行的电路则简称为自同步电路。[22]（2）握手协议握手协议是保证异步电路各个组件之间数据流动并且不发生冲突的一种。异步电路中的数据传输通信都是通过握手协议来实现的，一个握手信号包两部分：①请求信号，请求信号是用来启动握手过程的。②应答信号，应答用来结束信号传输过程的。异步数据的传输分为推通道模型和拉通道模型。通道模型中，数据的发送端开启握手过程并且将输入数据压入到和请求信号相同的数据通道中。在拉通道模型中，数据的接收端开启握手过程并且将输据从数据发送端拉出到与应答信号方向相同的数据通道中。推通道和拉通道手信号方向与数据信号流向如图 1.2 所示。

（a）推通道 图 1.2 握手信号及数据流向请求信号与应答信号的变化确保了异步电路系统样通过请求和应答信号来实现数据传输的握手协议分议以及两相握手协议。下面将详尽的分析解释这两种握1）四相握手协议。四相握手协议也被称为归零（议，即每次在有效数据传输周期之后都有一个空数据动作的次数，在该协议中请求和应答信号电平变化四（请求信号跳变两次，应答信号跳变两次）。四相握手信号的具体传输过程如图 1.3 所示。

【参考文献】：
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本文编号：3505340