低功耗能量可回收绝热时序电路设计
目前电子产品的性能不断提高、复杂性不断增大，导致了功耗的增加。设计出轻便耐用的便携式产品必须采用低功耗技术。能量可回收电路从改换能量转换的角度来获得新型低功耗集成电路。其基本原理是采用交流电源直接供电集成电路的方法，通过回收节点电容的电荷，重复利用电路中的能量，从而实现低功耗设计。
本文的主要内容包括以下几个部分：
1、介绍了绝热电路的低功耗理论基础。在绝热电路中，当交流电源从峰值下降到0V时，输出节点也被置为地，因此绝热电路难以存储高电平。本文提出了具有数据保持功能的触发器，解决了交流电源在低电平时触发器状态无法保存的问题。采用CPAL（Complementary Pass-transistor Adiabatic Logic）设计出计数器电路，并采用功控触发器对绝热电路进行了功控操作，进一步降低了绝热电路的能耗。通过SPICE模拟验证表明，与未功控的电路相比，采用了功控策略的电路能耗有明显降低。
2、设计了四相CPAL结构10×10计数器、二相CPAL结构十进制计数器、接口电路以及输入输出缓冲电路的电路图、版图。为了研究绝热电路在实际芯片中的工作情况，对所设计的绝热时序电路采用新加坡特许半导体（CharteredSemiconductor）公司0.35μm工艺（简称chrt035）进行流片试制。
3、对绝热芯片进行测试。搭建了测试系统，完成测试PCB板的设计，并使用FPGA对测试系统的工作状态进行控制。经实片测试表明，所设计的绝热电路具有正确的逻辑功能。本次流片试制是国内对绝热电路的首次成功的实片验证。测试结果表明，绝热电路适合于在VLSI设计中功耗要求较高的应用场合。
电子产品;绝热时序电路;低功耗设计;触发器;计数器
宁波大学
硕士
胡建平
2008
中文
TN702
100
2010-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）