Domino Circuit Analysis from Chapter 6, Problem 22 Digital Integrated Circuits-J.Rabey Φοιτητής: Πετούμενος Παύλος ΑΜ: 4828 Έτος: Ε’

Εκφώνηση Domino Circuit 4 ων επιπέδων Κοινό ρολόι φ Pulldown network → 1 Nmos transistor Precharge time= Evaluate time= Inverter propagation delay= T/2 Ιδανικές μεταβάσεις (μηδενικοί χρόνοι ανόδου – καθόδου)

Ερώτημα Α Διάγραμμα χρονισμού για τα σήματα Out1, Out2, Out3, Out4 Ρολόι περιόδου 10Τ Η είσοδος ΙΝ σε High πρίν την ανερχόμενη παρυφή του ρολογιού

Ερώτημα Α t=-0,1T 0→1

Ερώτημα Α t=0t=0 Clock 0→1, Evaluation starts

Ερώτημα Α t=0,5T 1 st Stage evaluation complete Node goes from 1→0

Ερώτημα Α t=1T Out1 goes to 0

Ερώτημα Α t=1,5T 2 nd stage evaluation complete Node goes to 1

Ερώτημα Α t=2T Out2 goes to 1

Ερώτημα Α t=2,5T 3 rd stage evaluation complete Node goes to 0

Ερώτημα Α t=3T Out3 goes to 1

Ερώτημα Α t=3,5T 4 th stage evaluation complete

Ερώτημα Α t=4T Out4 goes to high

Ερώτημα Α t=5T Clock goes to low, Precharge begins

Ερώτημα Α t=5,5T Precharge is complete All Outputs are low

Ερώτημα Α - Διάγραμμα Χρονισμού

Ερώτημα Β Υποθέτουμε ότι δεν έχουμε evaluate switches στα 3 τελευταία επίπεδα Το ρολόι βρίσκεται αρχικά σε low (precharge state), και όλοι οι κόμβοι έχουν την σωστή τιμή Έπειτα το ρολόι πάει σε high (evaluate period)

Ερώτημα Β

Δημιουργείται πρόβλημα ή υπάρχει και όφελος από την αλλαγη;

Ερώτημα Β Κατά την φάση υπολογισμού δεν επηρρεάζεται το κύκλωμα από την απουσία των διακοπτών υπολογισμού Αφού οι κόμβοι στην προηγούμενη περίοδο βρίσκονταν στην σωστή στάθμη και κατά την φάση υπολογισμού οι evaluation switches ισοδυναμούν με βραχυκύκλωμα, δεν δημιουργείται πρόβλημα. Έξτρα όφελος: Μειώνουμε κατά το ήμιση τις πύλες όπου συνδέεται το ρολόι.

Ερώτημα Γ Αν πάλι αφαιρέσουμε τα evaluate switches, θα δημιουργηθεί πρόβλημα στην φάση προφόρτισης;

Ερώτημα Γ Δυστυχώς θα υπάρξει πρόβλημα Για να προφορτιστεί σωστά το κάθε στάδιο, πρέπει να μην υπάρχει μονοπάτι προς την γη. Το πρώτο στάδιο θα λειτουργήσει σωστά και σε χρόνο Τ/2, θα προφορτιστεί Τα επομένα όμως για να διακόψουν το μονοπάτι προς την γη πρέπει να περιμένουν τις εισόδους τους να πέσουν σε 0 ή ισοδύναμα πρέπει να περιμένουν να προφορτιστεί το προηγούμενο στάδιο Τελικά, αν υποθέσουμε αρκετά μεγάλη περίοδο προφόρτισης, όλοι οι κόμβοι θα βρεθούν διαδοχικά στην σωστή στάθμη, αλλά...

Ερώτημα Γ Ο χρόνος που απαιτείται για προφόρτιση, από Τ/2 γίνεται ίσος με τον χρόνο που απαιτείται για να διαδοθεί το σήμα μέσα από το χειρότερο μονοπάτι → Μικρότερη συχνότητα λειτουργίας Μέχρι να διαδοθεί η τιμή low στις εισόδους των dominos, υπάρχει αγώγιμο μονοπάτι ανάμεσα στην τροφοδοσία και την γη → Βραχυκύκλωμα → Αύξηση της κατανάλωσης