低功耗触发器比较分析及计算机模拟开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告（含文献综述、外文翻译）题目低功耗触发器比较分析及计算机模拟姓名学号专业班级所在学院指导教师（职称）二○年月日36毕业设计（论文）开题报告（包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等）36开题报告1.选题的背景和意义在集成电路技术的发展过程中，如何减少集成电路的功耗一直是提高集成电路芯片的集成度和集成电路工作效率的关键问题。从而，低功耗触发器的比较分析作为集成电路低功耗研究的一部分，也一直是国内外学者研究的一个热点问题。同时，低功耗触发器比较分析及

2、计算机模拟要涉及电子信息工程专业的许多课程，包括模拟电路、数字电路等，在分析研究过程中需要应用许多所学的专业知识。因此,选择低功耗触发器比较分析及计算机模拟作为此次毕业设计的课题具有现实的意义。1.1选题的背景50年前，当JackKilby展示那个小小的只有几个晶体管、二极管、电容、电阻组成的完整电路时，没人能预料到如今它已在我们的生活中无处不在。毫无疑问，这个发明改变了我们的生活同时也开创了一个新的集成电路时代。现如今，随着集成电路技术的飞速发展，集成电路芯片的规模日益扩大，电路的集成度也在提高。然而，集成度和工作频率

3、的大幅增加使得集成电路功能更加强大，应用更加广泛的同时也使得电路系统的功率大幅增加。这使得寻求降低芯片功率损耗的低功耗设计技术成为当今集成电路设计的一个热点[1]。触发器（Flip-Flop）是一种可以存储电路状态的电子元件，广泛应用于计数器、运算器、存储器等电子部件。在CMOS集成电路的时序逻辑电路中，触发器是电路实现逻辑功能必不可少的一个环节，同时也是降低整个CMOS集成电路功耗的突破口[2]。所以，触发器的低功耗设计一直是国内外专家学者研究的热点课题，各式各样的低功耗触发器被设计出来并在各个领域得到实际应用。1.2

4、国内外研究现状先前几年国内外在低功耗触发器的研究中，大部分方案通过控制时钟信号来减少触发器的动态功耗。但最近一些年，随着集成电路技术的提高，电路的漏电流越来越大，直接造成了漏电流功耗迅速增大[3]36开题报告。因此，越来越多的专家学者将目光投向了静态功耗的研究，从而产生了一些设计通过优化触发器的设计来减少漏电流，从而减少触发器的静态功耗。在近年来出现的众多低功耗触发器中，双门控触发器[3]是一种通过门控时钟技术将电路无计算任务部分的时钟停下，减少无用功耗的触发器。它就是一个典型的通过控制时钟信号来减少触发器功耗的设计方案

5、。但是这个类型的设计的缺点是时钟信号产生电路复杂，增加额外功耗[4]。而在文献[5]中，KangSM等人在设计低摆幅时钟双边沿触发器[4]的过程中多次强调了优化触发器的逻辑结构从而减少电路漏电流和时钟误差等对于减少触发器功耗的重要性。这个低摆幅时钟双边沿触发器[4]与传统的设计相比，无论是在功耗，还是在能量的利用效率上，都有很大的改进，但它在工作速度上仍有改进的空间。1.3发展趋势在迅猛发展的集成电路技术的推动下，低功耗触发器也一直处在高速发展的阶段。从而，低功耗触发器的发展趋势是和集成电路技术的发展趋势保持一致的，即朝

6、着更高的速度和性能方向发展。推动低功耗触发器发展的主要动力是人们对更强大的性能、更高的工作效率以及更小的封装体积的追求。通过对一些国内外文献的参阅学习后发现：在设计思路上，低功耗触发器的设计正在向着多元化的方向发展。其他相关领域的技术和理念也被设计者们尝试着融入到触发器的设计中去；在触发器性能的实现上，低功耗触发器的设计正在向着高速化的方向发展。设计者们在保证实现低功耗设计要求的前提下，都把提高电路速度作为一个重要目标。2．研究的基本内容在本次对于课题“低功耗触发器比较分析及计算机模拟”的研究工程中，需要完成的基本内容是

7、掌握CMOS电路的工作特点；对CMOS双边沿触发器进行综述;熟悉使用HSPICE进行电路模拟与分析的方法;对若干CMOS双边沿触发器的功耗、速度等作仿真比较。36开题报告2.1基本框架在对国内外的一些优秀文献的参阅学习后，对于本次课题研究的基本框架已经有了一些计划。本次课题研究工作拟分成如下几部分来完成：（1）了解传统CMOS双边沿触发器的基本知识，对传统CMOS双边沿触发器进行综述并举例分析。（2）选定1-2个有代表性的新型低功耗CMOS双边沿触发器的设计，并对他们进行详尽的介绍和电路模拟和分析。（3）将举例列出的各个

8、低功耗触发器的模拟数据从功耗、速度等方面进行对比分析。并且根据对比结果阐述他们的优缺点。（4）总结之前的分析，并通过之前的分析对低功耗触发器的设计提出自己的见解。2.2研究的重点和难点在此次对于“低功耗触发器比较分析及计算机模拟”课题的研究的过程中，掌握使用HSPICE对各种低功耗触发器进行电路模拟与分析是重点。这是