3. Экспресс-анализ характеристик схем

   1. Расчет времени задержки для минимальных ширин каналов всех ее транзисторов

Kt=1

A1=A2=6

B1=B2=12

t0=1

для схемы 1

Wpj=Wnj=6 мкм.j=1,2,…,7

Самое большое время задержки при переключении сигнала pочевидно будетtp6 иtp7

tp6 = tp7 = 24(1/6) + (1/6 + 1/6)(6 + 6) + (1/6)(6 + 6 + 6 + 6)=12

Самое большое время задержки при переключении сигнала sочевидно будетtp7

ts7 = 24(1/6) + (1/6 + 1/6+1/6)(6 + 6) + max{(1/6)(6 + 6 + 6 + 6); (1/6)(6 + 6)}=14

для схемы 2

Wpj=Wnj=6 мкм.j=1,2,…,6

Самое большое время задержки при переключении сигнала pочевидно будетtp6 иtp7

tp6 = tp7 = (24+6+6)(1/6) + (1/6 + 1/6)(6+6)+max{(1/6)(6 + 6);(1/6)(6 + 6 )}=12

Самое большое время задержки при переключении сигнала sочевидно будетtp7

ts7 = 24(1/6) + (1/6+1/6)(6 + 6) + max{(1/6)(6 + 6); 12}= 20

для схемы 3

Wpj=Wnj=6 мкм.j=1,2,…,6

Самое большое времязадержки при переключении сигналаpочевидно будетtp6 иtp7

tp6 = tp7 = 24(1/6) + (1/6 + 1/6)(6+6+6+6)+max{(1/6)(6+6);(1/6)(6+6 )}=14

Самое большое время задержки при переключении сигнала sочевидно будетtp7

ts7 = 24(1/6+1/6) +max{(1/6+1/6)(6 + 6+6+6) + (1/6)(6 + 6); (1/6)(6 + 6) + (1/6)(6 + 6)}=18

2. Определение ширин каналов близких к оптимальным

Wmin=6 мкм.

Wpj=KtWminKpjKэтрjKгпрj

Wnj=KtWminKnjKэтnjKгпnj

Определение ширин каналов транзисторов схемы 1.

1. Kj-коэффициент бесконечностиj-го транзистора.

Т.к. ни на один вход фрагмента сигнал не приходит заранее, то Kj=1

для j=1,2,…,7

2. Kэтj- коэффициент этажностиj-го транзистора.

lmin=1

Kэтp1= Kэтp2=1

Kэтn1= Kэтn2=2

Kэтp6= Kэтn6=1

Kэтp3= Kэтp4= Kэтp5=1

Kэтn3= Kэтn4= Kэтn5=3

Kэтp7=Kэтn7=1

3. Кгпj– коэффициент геометрической прогрессииj-го транзистора

q(Wн/Wвн)^(1/(m+1))

Wн=12;

Wвн=6;

m=2;

q=2^(1/3)

Получаем ширины каналов для 1-ой схемы:

Wp1=Wp2=

Wn1=Wn2=

Wp6=Wp7=Wn6=Wn7=6

Wp3=Wp4=Wp5=

Wn3=Wn4=Wn5=18

S(W)=193,86

Определение ширин каналов транзисторов схемы 2.

1. Kj-коэффициент бесконечностиj-го транзистора.

Т.к. ни на один вход фрагмента сигнал не приходит заранее, то Kj=1 дляj=1,2,…,6

2. Kэтj- коэффициент этажностиj-го транзистора.

lmin=1

Kэтp1= Kэтp2=1

Kэтn1= Kэтn2=2

Kэтp3= Kэтn3=1

Kэтp4= Kэтp5=1

Kэтn4= Kэтn5=2

Kэтp6=Kэтn6=1

3. Кгпj– коэффициент геометрической прогрессииj-го транзистора

q(Wн/Wвн)^(1/(m+1))

Wн=12;

Wвн=6;

m=4;

q=2^(1/5)

Получаем ширины каналов для 2-ой схемы:

Wp1=Wp2=6

Wn1=Wn2=12

Wp3=Wn3=6

Wp4=Wp5=6

Wn4=Wn5=12

Wp6=Wn6=6

S(W)=132,64

Определение ширин каналов транзисторов схемы 3.

1. Kj-коэффициент бесконечностиj-го транзистора.

Т.к. ни на один вход фрагмента сигнал не приходит заранее, то Kj=1 дляj=1,2,…,6

2. Kэтj- коэффициент этажностиj-го транзистора.

lmin=1

Kэтp1= Kэтp2=1

Kэтn1= Kэтn2=2

Kэтp3= Kэтn3=1

Kэтp4= Kэтn4=1

Kэтn6= Kэтn5=1

Kэтp6=Kэтp5=2

3. Кгпj– коэффициент геометрической прогрессииj-го транзистора

q(Wн/Wвн)^(1/(m+1))

Wн=12;

Wвн=6;

m=2;

q=2^(1/3)

Получаем ширины каналов для 3-ей схемы:

Wp1=Wp2=6

Wn1=Wn2=12

Wp3=Wn3=6

Wp4=Wn4=6

Wn6=Wn5=6

Wp6=Wp5=12

S(W)=145,42

3. Получение целевой функции задержки t(w)

для схемы 1.

=11=13,86

tp0,tp1 заведомо меньшеtp2=tp3=tp4=tp5

tp6=p7=24/(6)+(1/(12)+1/(12)(6+6)+1/6(6+12+6+18)=11=13,86

ts3 =ts5= 24/6 + 1/(6)(6 + 6) + 1/6(6 +12 + 6 + 18)=11=13,86

ts6 = 24/6 + 1/(6)(6 + 6) + 1/6(6 +18)=8=10,08

ts0, ts1,ts2 и ts4 заведомо меньше ts3, ts5, ts6

ts7 = 24/6+ (1/18 + 1/18+1/18)( 6 + 6) +

max{1/6(6 + 12 + 6 + 18); 1/6(6 + 18)}=11=13,86

для схемы 2.

tp2 = tp3 = tp4 = tp5 = 24/6+1/6(6+6+6+12)+ 1/6(6+ 12)=12,73

tp0,tp1 заведомо меньшеtp2=tp3=tp4=tp5

tp6 = tp7 = 24/6+(2/12)(6+ 6+6+12)+ 1/6(6+12)=12,73

ts1 заведомо меньше ts3 и ts5

ts3 = ts5 = 24/6+ 1/6(6+ 6) +12,73= 17,32

ts6 = 24/6+ 1/6(6+6) + 1/6(6+ 12)=8,77

ts0, ts2, ts4 заведомо меньше ts1,ts3, ts5, ts6

ts7 = 24/6+ (1/12+1/12)( 6+ 6) +12,73= 17,32

Вывод времен задержек формирования выходного сигнала для схемы 3.

tp2 = tp3 =tp4=tp5=24/6+ 1/6(6+6+6+12) + 1/6(6+ 12)=10=14,4

tp0,tp1 заведомо меньшеtp2=tp3=tp4=tp5

tp6 = tp7 = 24/6+(1/12 + 1/12)(6+6+6+12)+1/6(6+12 )=10=14,4

ts1 заведомо меньше ts3 и ts5

ts3 = ts5=24/6+ 1/6(6 + 12+6+6) + 1/6(6 + 12)=10=14,4

ts6 = 24/6+ 1/6(6+ 12) + 1/6(6+ 6)=6=8,6

ts0, ts2, ts4 заведомо меньше ts1,ts3, ts5, ts6

ts7 = 24/12+24/12 + max{(1/12+1/12)(6 + 6+6+12) +1/6(6 + 12);

1/6(12 + 6) + 1/6(6 + 6)}=7=14,4

По критерию T(W) лучшей схемой является схема 1. Но при улучшении времени переключения сигнала на 3,75% критерий S(W) ухудшается на 33,3%.

Поэтому предпочтительнее оказывается схема 3.