当前课程知识点：数字集成电路分析与设计 > Sequential Logic Circuits II > 4.Dynamic Latches and Registers III > Video
最后一种动态锁存器是
真单相钟控寄存器 TSPCR
这是真单相钟控
寄存器
我们只有一相时钟CLK
没有另一相时钟CLK bar
因此它的优点是
结构上不存在
时钟交叠的问题
而且便于设计时钟分布。
对吧？
缺点是这采用了更多的晶体管
这是正锁存器 这是负锁存器
你可以看到这使用了更多的晶体管
当时钟为高时
输入被复制到输出
在这种情况下 当时钟等于0时
输入被复制到输出
在某些情况下
当这个晶体管关断
这个也关断
这个也关断
这个节点就是悬空的
动态节点应该利用
静态反相器隔离
或者采用准静态来提高抗扰性
我们可以向TSPC中添加逻辑
我们可以在这增加逻辑
这是下拉网络
这是上拉网络
你可以看到我们可以在这加上这个
这个实现的是AND功能
这是AND锁存器
这样做的优点是
与锁存器加逻辑函数的电路相比
这可以减少锁存器的建立时间
例如与锁存器加上与门相比
与之相比
这个锁存器的建立时间相对较短
我们可以怎么简化TSPC呢？
我们可以分离输出
例如这个电路
我们可以把输出分离到两个分支中
对这个电路也是类似的
这个电路晶体管更少 时钟负载更小
问题是
由于阈值损失
内部节点不能达到满摆幅
例如这里
电压只能达到VDD-Vtn
因为这个晶体管的阈值损失
对这个也是类似的
这个节点电压的最小值只能达到Vtp的绝对值
因为这个晶体管的阈值损失
上升沿触发寄存器
这是电路实现
这是TSPC中的上升沿触发寄存器
我们有两相 当时钟等于0
考察第一级，因为这个导通
D被复制到X
在第二级，这实际上是动态电路
这是预充阶段
然后Y被晶体管M6预充到VDD
在第三级因为CLK等于0
这个关断 第三级保持
当CLK等于1
在第二级
Y根据X的值被有条件地放电
换句话说X被复制到Y
在第三级因为这个晶体管导通
Y被复制到Qbar 然后被复制到Q
这是两个工作阶段
接下来我们计算保持时间
建立时间和传输延时
关于建立时间
我们要保证在上升沿到来之前
D就已经传输到X
D就已经传输到X
建立时间是第一级反相器的延时
保持时间是在上升沿之后
Y要根据X的值被放电
这是保持时间 X被复制到Y的反相器延时
传播延时是从X到Y然后到Qbar然后到Q的时间
等于X到Q的
三级反相器的延时
第一级反相器、
第二级反相器和第三级反相器
这是TSPC边沿触发器的尺寸设计
我们发现我们需要考虑一些问题
这些问题来自于这里
因为在这个
动态电路的求值阶段
例如当X等于1，Y会下降
因为降低Y的电压需要时间
所以存在毛刺
我们知道Y的最终值等于0
所以Qbar应该等于1
然而Y放电到地需要时间
所以这里有毛刺
解决的办法是
增加晶体管M7和M5的尺寸
例如从0.5um增加到
1um来加速放电过程
我们也可以减小M7
和M8的尺寸来减慢下拉过程
因此在修改之后
Qbar和Q
的毛刺别减少了
这会降低寄存器污染延时
也会增加
功耗和其他一些
我们不希望的情况
所以我们需要仔细设计这些晶体管的尺寸
即M7和M5、M5和M4、M7
和M8的尺寸比例
-1
--文档
-1.Introduction to Digital IC
--Video
-2.Architecture of Digital Processor
--Video
-3.Full Custom Design Methodology
--Video
-4.Semicustom Design Methodology
--Video
-5.Quality Metric of Digital IC
--Video
-6.Summary and Textbook Reference
--Video
-7.HW--作业
-7.PPT
--补充材料1
--补充材料2
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Introduction
--Video
-2.The Diode
--Video
-3.The MOSFET Transistor
--Video
-4.Secondary Effects
--Video
-5.Summary and Textbook Reference
--Video
-6.HW--作业
-6.PPT
--补充材料
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Introduction
--Video
-2.Static Behavior
--Video
-3.HW--作业
-3.PPT
--补充材料
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Dynamic Behavior I
--Video
-2.Dynamic Behavior II
--Video
-3.Power Dissipation
--Video
-4. Summary and Textbook Reference
--Video
-5.HW--作业
-5.PPT
--补充材料
-1.Introduction
--Video
-2.Static CMOS Design I
--Video
-3.Static CMOS Design II
--Video
-4.HW--作业
-4.PPT
--补充材料
-Key Points Review of Last Lecture
--Video
-1.Static CMOS Design III
--Video
-2.Static CMOS Design IV
--Video
-3.Dynamic CMOS Design
--Video
-4.Summary
--Video
-5.HW--作业
-5.PPT
--补充材料
-1.Introduction I
--Video
-2.Introduction II
--Video
-3. Static Latches and Registers I
--Video
-4.Static Latches and Registers II
--Video
-5.Static Latches and Registers III
--Video
-6.HW--作业
-6.PPT
--补充材料
-1.Key Points Review
--Video
-2.Dynamic Latches and Registers I
--Video
-3.Dynamic Latches and Registers II
--Video
-4.Dynamic Latches and Registers III
--Video
-5.Pulse Register
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-6.Pipelining
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-7.Schmitt Trigger
--Video
-8.Summary and Textbook Reference
--Video
-9.HW--作业
-9.PPT
--补充材料
-1. Introduction
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-2. Adder: Full Adder (Definition)
--Video
-3. Adder: Circuit Design
--Video
-4. Adder: Logic Design I
--Video
-5. Adder: Logic Design II
--Video
-6. Adder: Summary
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-7.HW--作业
-7.PPT
--补充材料
-1. Key Points Review
--Video
-2. Multiplier
--Video
-3. Shifter
--Video
-4. Summary and Textbook Reference
--Video
-5. HW--作业
-5. PPT
--补充材料
-1. Introduction
--Video
-2. Capacitance
--Video
-3. Resistance
--Video
-4. Electrical Wire Models
--Video
-5. Summary and Textbook Reference
--Video
-6. HW--作业
-6. PPT
--补充材料
-1. Introduction
--Video
-2. Capacitive Parasitics
--Video
-3. Capacitive Parasitics II
--Video
-4. Resistive Parasitics
--Video
-5. Summary and Textbook Reference
--Video
-6. HW--作业
-6. PPT
--补充材料
-1. Assignment Solving
--Video
-2. The teaching assistants want to say
--Video
-1. Problem 1
--Video
-2. Problem 2
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-3. Problem 3
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-4. Problem 4
--Video
-5. Problem 5
--Video
-6. Problem 6
--Video
-7. Problem 7
--Video
-1. Problem 8
--Video
-2. Problem 9
--Video
-3. Problem 10
--Video
-4. Problem 11
--Video
-5. Problem 12
--Video
-6. Problem 13
--Video
-7. Problem 14
--Video
