Un flip-flop basado en un amplificador de sentido de alta velocidad y bajo consumo de energía en 55 nm MTCMOS
Autores: You, Heng; Yuan, Jia; Tang, Weidi; Yu, Zenghui; Qiao, Shushan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un flip-flop basado en un amplificador de sentido de alta velocidad y bajo consumo de energía en 55 nm MTCMOS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Basado en amplificador de sentido
Flip-flop
Bajo consumo de energía
Alta velocidad
Operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
En este documento se propone un flip-flop basado en amplificador de sentido (SAFF) adecuado para operación de alta velocidad y bajo consumo de energía. Con la implementación de una nueva etapa de amplificador de sentido, así como una nueva etapa de traba de un solo extremo, se reduce considerablemente la potencia y el retardo del flip-flop. Se aplica una estrategia de corte condicional a la traba para lograr una operación sin glitches y sin contenidos. Además, el SAFF propuesto puede proporcionar una operación a bajo voltaje mediante la optimización MTCMOS. Los resultados de simulación posterior al diseño basados en un SMIC 55 nm MTCMOS muestran que el SAFF propuesto logra una reducción del 41.3% en el retardo de CK a Q y una reducción del 36.99% en potencia (tasa de cambio de datos de entrada del 25%) en comparación con el SAFF convencional. Además, el retardo y la potencia son menores que los del flip-flop maestro-esclavo (MSFF). El producto potencia-retardo del SAFF propuesto muestra mejoras de 2.7x y 3.55x en comparación con el SAFF convencional y el MSFF, respectivamente. El área del flip-flop propuesto es de 8.12 m (5.8 m x 1.4 m), similar a la del SAFF convencional. Con la implementación de la optimización MTCMOS, el SAFF propuesto podría proporcionar una operación robusta incluso a voltajes de suministro tan bajos como 0.4 V.
Descripción
En este documento se propone un flip-flop basado en amplificador de sentido (SAFF) adecuado para operación de alta velocidad y bajo consumo de energía. Con la implementación de una nueva etapa de amplificador de sentido, así como una nueva etapa de traba de un solo extremo, se reduce considerablemente la potencia y el retardo del flip-flop. Se aplica una estrategia de corte condicional a la traba para lograr una operación sin glitches y sin contenidos. Además, el SAFF propuesto puede proporcionar una operación a bajo voltaje mediante la optimización MTCMOS. Los resultados de simulación posterior al diseño basados en un SMIC 55 nm MTCMOS muestran que el SAFF propuesto logra una reducción del 41.3% en el retardo de CK a Q y una reducción del 36.99% en potencia (tasa de cambio de datos de entrada del 25%) en comparación con el SAFF convencional. Además, el retardo y la potencia son menores que los del flip-flop maestro-esclavo (MSFF). El producto potencia-retardo del SAFF propuesto muestra mejoras de 2.7x y 3.55x en comparación con el SAFF convencional y el MSFF, respectivamente. El área del flip-flop propuesto es de 8.12 m (5.8 m x 1.4 m), similar a la del SAFF convencional. Con la implementación de la optimización MTCMOS, el SAFF propuesto podría proporcionar una operación robusta incluso a voltajes de suministro tan bajos como 0.4 V.