Präsentation herunterladen
Die Präsentation wird geladen. Bitte warten
Veröffentlicht von:Lieselotte Lorenz Geändert vor über 8 Jahren
1
http://www.eet.bme.hu Technische und Wirtschaftswissenschaftliche Universität Budapest Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente MIKROELEKTRONIK, VIEEAB00 MOS Schaltkreise: Komponenten, Konstruktionsfragen http://www.eet.bme.hu/~poppe/miel/hu/15-MOS-AK.ppt
2
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 2 Untersuchte Abstraktionsebene SYSTEM BLOCK (MODULE) + GATTER (GATE) SCHALTKREIS (CIRCUIT) n+ SD G BAUSTEIN (DEVICE) V out V in
3
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 3 Rekapitulation: Grundlagen von CMOS Gattern ► nMOS Netz: zieht den Ausgang zu GND herunter: Pull- Down Network (PDN) ► pMOS Netz: zieht den Ausgang zu VDD hoch: Pull-Up Network (PUN) ► PUN ist das Duale von PDN F(In 1,In 2,…In N ) V DD In 1 In 2 In N In 1 In 2 In N PUN PDN … … Y A B VDD A Y B
4
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 4 Komplex Gatter – das ist noch überschaubar: V DD X X GND AB C PUN PDN D A B C D C AB X = !((A+B)(C+D)) B A D C D
5
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 5 Konstruktion des dualen Schaltkreises: CA E DB CA E DB
6
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 6 Statischer CMOS Volladdierer !C out = !C in & (!A | !B) | (!A & !B) C out = C in & (A | B) | (A & B) B BB B B B B B A A A A A A A A C in !C out !Sum !Sum = C out & (!A | !B | !C in ) | (!A & !B & !C in ) Sum = !C out & (A | B | C in ) | (A & B & C in )
7
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 7 ► Der traditionelle CMOS Volladdierer ist schwierig zu überschauen, braucht viele Transistoren. ► Vereinfachung: Verwendung von Transfer Gattern (transmission gate) Eine Logikverknüpfung kann nicht nur durch die Gestaltung des Strompfads zwischen VDD und GND realisiert werden. Schalter können auch in den Signalpfad eingefügt werden Analogschalter in digitalen Schaltkreisen Anwendung von Transfer Gattern (TG)
8
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 8 Eigenschaften von TG Logik ► CMOS: in Gegentakt gesteuerte n/p Transistoren ► weniger Transistoren ► Zweiwege-Signalverkehr ► kein statischer Verbrauch ► der serieller Widerstand ist kritisch – max. 4 TG dürfen kaskadiert werden Transfer Gatter mit Gegentakt-Steuerung Transfer Gatter mit eingebautem Inverter
9
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 9 Schaltkreis-Beispiele mit Transfer Gattern ► Typisch: XOR, MUX/DEMUX XOR Gatter: 4 zu 1 MUX: D0 D1 D2 D3 S0 NS0 Y NS1 S0 S1 S0S1NS0NS1 Y D3 D1 D2 D0 A B Y = A XOR B
10
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 10 Layout eines TG Multiplexers GND V DD In 1 In 2 SS SS S S S In 1 F F F = !(In 1 S + In 2 S)
11
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 11 Volladdierer mit Transfer-Gattern 16 Tr.
12
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 12 Statischer CMOS Volladdierer !C out = !C in & (!A | !B) | (!A & !B) C out = C in & (A | B) | (A & B) 23 Tr. B BB B B B B B A A A A A A A A C in !C out !Sum !Sum = C out & (!A | !B | !C in ) | (!A & !B & !C in ) Sum = !C out & (A | B | C in ) | (A & B & C in )
13
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 13 Dynamische MOS Logik ► Prinzip: Funktion in zwei Phasen eine Kapazität wird durch einen pMOS Schaltertransistor auf V DD aufgeladen: Vorladung oder pre-charge in der zweiten Phase wird der Kondensator von V DD getrennt und durch ein nMOS logisches Netz entweder entladen oder belassen (in Abhängigkeit von den Eingangssignalen): das ist die Auswertung oder evaluation Out In 1 In 2 PDN In 3 MeMe MpMp Φ Φ CLCL Φ t pre-charge evaluation
14
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 14 Dynamisches Gatter In 1 In 2 PDN In 3 MeMe MpMp Φ Φ Out CLCL Φ Φ A B C MpMp MeMe on off 1 on !((A&B)|C) Zwei Phasen: Precharge (Φ = 0) Evaluate (Φ = 1) Wenn der Ausgang eines dynamischen Gatters entladen wurde, ist er solange nicht zu entladen, bis er in einer pre- charge Phase wieder aufgeladen wird
15
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 15 Eigenschaften von dynamischen Gattern ► Die Logikfunktion wird durch das PDN realisiert statt 2N Tranistoren reichen N+2 aus Platzbedarf ist kleiner als bei statischen CMOS Gattern ► Die geometrischen Verhältnisse sind für die Funktion nicht kritisch ► Nur dynamischer Verbrauch (kein Kurzschluss) ► für das Vorladen ist ein Taktsignal notwendig (precharge)
16
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 16 Dynamisches Verhalten CLK In 1 In 2 In 3 In 4 Out In & CLK Out Time, ns Voltage Evaluate Precharge
17
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 17 Speicherschaltungen: dynamischer D-FF ► Dynamisches Latch und Flipflop "Analog Sample-and-hold" Schaltkreise in digitaler Umgebung Speicherkapazität: Eingangskapazität des Inverters 2 Latche kaskadiert, gesteuert mit nicht-überlappenden Taktsignalen: Master-slave FF C IN EN D/Q DQ CK 2 CK 1 CK 2 CK 1
18
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 18 Speicherschaltungen: dynamischer D-FF ► Vereinfachte Version: Es gibt kein nicht-überlappendes Taktsignal Die Gegentakt-Steuerung der Transfer-Gatter erfolgt mit Inverter DQ CLK /CLKCLK
19
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 19 Statische Speicher ► Sie können aus Gattern mit Rückkopplung aufgebaut werden Q /Q /R /S EN D Q /Q RS-latch D-latch 5 Zellen, 18 Transistoren erweitert: D-latch
20
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 20 D-Latch ► Ausführung mit OR-AND-INVERT Gatter: Die dynamische Version braucht weniger Transistoren Q /END/D /Q D /EN Q /Q
21
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 21 D Flip-flop ► 2 D-Latch kaskadiert und die Takteingänge werden in Gegentakt gesteuert QDQD QN D CLK Q /Q
22
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 22 Speicher–Hierarchie Second Level Cache (SRAM) Control Datapath Secondary Memory (Disk) On-Chip Components RegFile Main Memory (DRAM) Data Cache Instr Cache ITLB DTLB eDRAM Speed (ns):.1’s 1’s 10’s 100’s 1,000’s Size (bytes): 100’s K’s 10K’s M’s T’s Cost: highest lowest
23
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 23 Halbleiterspeicher RWMNVRWMROM Random Access Non-Random Access EPROMMask- programmed SRAM (cache, register file) FIFO/LIFOE 2 PROM DRAMShift Register CAM FLASHElectrically- programmed (PROM)
24
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudomanyi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2009-11-10 MOS áramkörök © Poppe András & Székely Vladimír, BME-EET 2008 24 Entwicklung der Kapazität von DRAM Chips
Ähnliche Präsentationen
© 2024 SlidePlayer.org Inc.
All rights reserved.