МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра вычислительной техники
отчет
по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение
средств вычислительной техники»
Тема: Проектирование фрагмента БИС КМОП КНС
Студенты гр. 8308 |
|
Беляева А. А. |
|
|
Довженко А. Е. |
|
|
Лукашов Н. С. |
|
|
Смирнова В. С. |
Преподаватель |
|
Зуев И. С. |
Санкт-Петербург
2021
Техническое задание:
Таблица 1. Техническое задание
№ вар. |
Фраг- мент |
№ схем |
Внешние условия включения |
Целевая функция минимизации |
S0, мкм |
|||||||
на входе |
на выходе |
|||||||||||
t = 0 |
t = -∞ |
ЭМ |
ОФ |
Сf |
||||||||
16 |
И |
11; 12; 13 |
|
X |
A1→Y A2→C |
- |
S→Cs P→Cp |
max {tpi,tsi} |
102 |
|||
Конкретные значения параметров: A1 = 6 мкм; A2 = 6 мкм; Cs = 36 мкм; Cp = 36 мкм; Wmin = 6 мкм; Kt = 1; t0 = 1 нс.
Внешние условия включения:
Рисунок 1. Внешние условия включения
Фрагмент БИС реализует следующие функции:
S = XYC
P = XY
Алгебраическая модель
Схема №1 (рис. 11)
Рисунок 2. Схема 1
В таблице 2 представлены пути тока перезарядки для выхода P.
Таблица 2. Логическое моделирование схемы (схема 1, выход P)
№ варианта |
Входные сигналы |
Пути тока перезаряда нагрузочной емкости каскада |
|||
X |
Y |
C |
I |
III |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
|
В таблице 3 представлены пути тока перезарядки для выхода S.
Таблица 3. Логическое моделирование схемы (схема 1, выход S)
№ варианта |
Входные сигналы |
Пути тока перезаряда нагрузочной емкости каскада |
|||
X |
Y |
C |
II |
IV |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Вывод формул времен задержек схемы 1
Обозначив через СK нагрузочную емкость K-того каскада схемы, запишем выражения для нагрузочных емкостей каскадов:
Рассмотрим времена переключения каскадов:
Для выхода P
Сначала определим некритические пути переключения транзисторов. Отметим некритические варианты переключения схемы, которые не будут участвовать в формулах времён задержек. Так как в вариантах 0 и 1 присутствуют параллельности в проводящем пути тока перезаряда, данные пути являются некритическими. Из-за того, что вход X предварительно установлен, варианты, в которых на него подаётся логический ноль (0, 1, 2, 3), являются также некритическими.
Таким образом, получим формулы времен задержек схемы по выходу P:
Для выхода S:
Так как в вариантах 0, 1, 2, 4 присутствуют параллельности в проводящем пути тока перезаряда, данные пути являются некритическими. Из-за того, что вход X предварительно установлен, вариант 3 является некритическим.
Таким образом, получим формулы времен задержек схемы по выходу S:
Вместе
формулы
представляют собой алгебраическую
модель схемы 1.
Схема №2 (рис. 12)
Рисунок 3. Схема 2
В таблице 4 представлены пути тока перезарядки для обоих выходов.
Таблица 4. Логическое моделирование схемы (схема 2)
№ варианта |
Входные сигналы |
Пути тока перезаряда нагрузочной емкости каскада |
|||||
X |
Y |
C |
I |
II |
III |
IV |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
Вывод формул времен задержек схемы 2
Обозначив через СK нагрузочную емкость K-того каскада схемы, запишем выражения для нагрузочных емкостей каскадов:
Рассмотрим времена переключения каскадов.
Для выхода P
Так как в вариантах 0, 1 присутствуют параллельности в проводящем пути тока перезаряда, данные пути являются некритическими. Из-за того, что вход X предварительно установлен, варианты 0, 1, 2, 3 являются некритическими.
Таким образом, получим формулы времен задержек схемы по выходу P:
Для выхода S:
Так как в вариантах 0, 1, 2, 4 присутствуют параллельности в проводящем пути тока перезаряда, данные пути являются некритическими. Из-за того, что вход X предварительно установлен, вариант 3 является некритическим.
Таким образом, получим формулы времен задержек схемы по выходу S:
Вместе формулы представляют собой алгебраическую модель схемы 2.
Схема №3
Рисунок 4. Схема 3
В таблице 5 представлены пути тока перезарядки для выхода P.
Таблица 5. Логическое моделирование схемы (схема 3, выход P)
№ варианта |
Входные сигналы |
Пути тока перезаряда нагрузочной емкости каскада |
|||
X |
Y |
C |
I |
III |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
|
В таблице 6 представлены пути тока перезарядки для выхода P.
Таблица 6. Логическое моделирование схемы (схема 3, выход S)
№ варианта |
Входные сигналы |
Пути тока перезаряда нагрузочной емкости каскада |
||||
X |
Y |
C |
I |
II |
IV |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
Вывод формул времен задержек схемы 3
Обозначив через СK нагрузочную емкость K-того каскада схемы, запишем выражения для нагрузочных емкостей каскадов:
Рассмотрим времена переключения каскадов.
Для выхода P
Так как в вариантах 0, 1 присутствуют параллельности в проводящем пути тока перезаряда, данные пути являются некритическими. Из-за того, что вход X предварительно установлен, варианты 0, 1, 2, 3 являются некритическими.
Таким образом, получим формулы времен задержек схемы по выходу P:
Для выхода S:
Так как в вариантах 0, 1, 2, 4 присутствуют параллельности в проводящем пути тока перезаряда, данные пути являются некритическими. Из-за того, что вход X предварительно установлен, вариант 0, 1, 2, 3 является некритическим.
Таким образом, получим формулы времен задержек схемы по выходу S:
Вместе формулы представляют собой алгебраическую модель схемы 3.