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Estudo e implementação de somador com detecção de fim de cálculo para circuitos assíncronos

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Estudo e implementação de somador com detecção de fim de cálculo para circuitos assíncronos

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Título Estudo e implementação de somador com detecção de fim de cálculo para circuitos assíncronos
Outro título Study and implementation of adders with completion detection targeted to asynchronous circuits design
Autor Sartori, Giovani Heriberto
Orientador Ribas, Renato Perez
Data 2005
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Informática. Programa de Pós-Graduação em Computação.
Assunto Circuitos assincronos
Microeletronica
[en] Arithmetic circuits
[en] Asynchronous circuits
[en] Project and simulation of adders
[en] Self-timed architectures
Resumo É contínua a procura por técnicas de construção de circuitos que ajudem a minimizar os problemas existentes no mercado de microeletrônica atual. Uma alternativa para a resolução destes problemas consiste na utilização de circuitos assíncronos. Circuitos aritméticos são alvo de um contínuo esforço na busca de melhores resultados de desempenho e área. Em especial o somador é uma das partes constituintes desta classe de circuitos que apresenta interessante campo para pesquisas. Este trabalho apresenta um método de avaliação de somadores implementados através do uso de famílias lógicas CMOS dual-rail. Esta tarefa é realizada através do uso de um circuito assíncrono que serve como base de avaliação. Este circuito obedece ao protocolo de comunicação utilizado pelos somadores e nele são desenvolvidas diversas aplicações para que seja possível avaliar o comportamento dos somadores quando expostos a diferentes padrões de vetores. Os parâmetros avaliados nas estruturas dos somadores são número de transistores, atraso e consumo de potência para topologias carry look-ahead e ripple carry adders. Na avaliação dos somadores através de simulação elétrica são utilizadas as ferramentas Pspice e Spectre da Cadence. As tecnologias utilizadas nesta caracterização são AMI 0.5 da MOSIS e AMS 0.35. Como resultados são apresentados dados que demonstram a economia no número de transistores obtida através do uso da técnica de múltiplas saídas para o CLA, que a família DCVS geralmente apresenta os menores atrasos médios quando comparada a outras estruturas e a potencialidade de famílias NCL.
Abstract The search for construction techniques of circuits that helps to minimize the challenges that occurs in nowadays microelectronic market is continuous. An alternative to solve great part of these problems is the use of asynchronous circuits. Arithmetic circuits are the target of a continuous effort in the pursuit of better results in terms of performance and area. Adder circuits in special compose a subset of this class of circuits that presents an interesting research field. This work presents an evaluation method for adders that where implemented through different dual-rail logic families. This task is accomplished through the use of asynchronous circuits used as an evaluation base. The asynchronous circuits implemented obey the communication protocol adopted by the adders and implement different applications. These applications are constructed with the finality of study the adder’s behavior when they are exposed to different vector patterns. The adder’s evaluated parameters are the number of transistors, delay and power consumption of topologies like Carry Look-ahead and Ripple Carry Adders. The electrical simulations were accomplished trough the use of Pspice and Cadence’s Spectre cad tools. MOSIS AMI 0.5 and AMS 0.35 transistor technologies were utilized in the electrical characterization of the adders. Some of the results obtained trough this work that could be cited are: the low transistor count presented for the Multiple Outputs CLA structures, the performance advantage of the DCVS family in relation to the other families and the evaluation of NCL logic family potentiality.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/11487
Arquivos Descrição Formato
000615802.pdf (1.102Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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