Проектирование и оптимизация аналого-цифрового флеш преобразователя c использованием дополнительных транзисторов ожидания с логикой управления током

Автор(и)

  • Пратик Джеин журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Індія https://orcid.org/0000-0002-8191-9785
  • Шиам Акеше ITM Университет, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347013100026

Ключові слова:

мощность утечки, ASTCML, аналого-цифровой флеш преобразователь, АЦП

Анотація

Представлена оптимизация аналого-цифрового флеш преобразователя с целью уменьшения тока утечки и вносимой задержки, используя дополнительные транзисторы ожидания с логикой управления током ASTCML (Augmented Sleep Transistors with Current Mode Logic) в 45 нм технологическом процессе. Как показали исследования, мощность утечки при использовании ASTCML уменьшается на 50% при напряжении питания 1 В. Благодаря уменьшению тока утечки снижается вероятность термической утечки, что повышает надежность устройства, хотя рассматриваемый аналого-цифровой преобразователь спроектирован на базе PMOS и NMOS. Предлагаемый аналого-цифровой преобразователь пригоден для использования в высокоскоростных и беспроводных сетевых приложениях. В работе рассмотрены различные варианты использования аналого-цифрового флеш преобразователя.

Біографія автора

Пратик Джеин, журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника"

ITM Университет (2013)

Посилання

Sethuram R. Leakage power profiling and leakage power reduction using DFT hardware / R. Sethuram, K. Arabi, M. Abu-Rahma // 29th IEEE VLSI Test Symposium (VTS) : 1–5 May 2011, Dana Point, CA. — 2011. — P. 46–51. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/VTS.2011.5783753">10.1109/VTS.2011.5783753.

Khouri K. S. Leakage power analysis and reduction during behavioral synthesis / K. S. Khouri, N. K. Jha // IEEE Trans. Very Large Scale Integration (VLSI) Systems. — Dec. 2002. — Vol. 10, No. 6. — P. 876–885. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TVLSI.2002.808436">10.1109/TVLSI.2002.808436.

Halter J. P. A gate-level leakage power reduction method for ultra-low-power CMOS circuits / J. P. Halter and F. N. Najm // IEEE Custom Integrated Circuits Conf. : CICC, 5–8 May 1997, Santa Clara, CA : proc. of conf. — 1997. — P. 475–478. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/CICC.1997.606670">10.1109/CICC.1997.606670.

Tuan T. Leakage power analysis of a 90nm FPGA / T. Tuan and B. Lai // IEEE Custom Integrated Circuits Conf. : CICC, 21-24 Sept. 2003. — 2003. — P. 57–60. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/CICC.2003.1249359">10.1109/CICC.2003.1249359.

Chun J. W. A novel leakage power reduction technique for CMOS circuit design / Jae Woong Chun, C. Y. R. Chen // SoC Design Conf. : ISOCC, 22-23 Nov. 2010, Seoul. — 2010. — P. 119–122. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/SOCDC.2010.5682957">10.1109/SOCDC.2010.5682957.

Jalan A. Analysis of leakage power reduction techniques in digital circuits / A. Jalan and M. Khosla // Annual IEEE India Conf. : INDICON, 16–18 Dec. 2011, Hyderabad. — 2011. — P. 1–4. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/INDCON.2011.6139374">10.1109/INDCON.2011.6139374.

Yeap G. Practical Low Power Digital VLSI Design / Gary Yeap. — Kluwer Academic Publishers, 1998.

Li L. CMOS current mode logic gates for high-speed applications / Lisha Li, Sripriya Raghavendran, Donald T. Comer // 12th NASA Symp. on VLSI Design : Oct. 4–5, 2005, Coeur d’Alene, Idaho, USA. — 2005.

Allam M. W. Dynamic current mode logic (DyCML): A new low-power high-performance logic style / Mohamed W. Allam and Mohamed I. Elmasry // IEEE J. Solid-State Circuits. — Mar. 2001. — Vol. 36, No. 3. — P. 550–558. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/4.910495">10.1109/4.910495.

Rajani H. P. Novel sleep transistor techniques for low leakage power peripheral circuits / H. P. Rajani and Srimannarayan Kulkarni // Int. J. VLSI design & Commun. Syst. — 2012. — Vol. 3, No. 4. — DOI : http://dx.doi.org/10.5121/vlsic.2012.3408">10.5121/vlsic.2012.3408.

Sharma V. K. Comparison among different CMOS inverter for low leakage at different technologies / Vijay Kumar Sharma and Surender Soni // Int. J. Appl. Eng. Res. Dindigul. — 2010. — Vol. 1, No. 2. — P. 228–233.

Ghafari P. Impact of technology scaling on leakage reduction techniques / P. Ghafari, M. Anis, M. Elmasry // IEEE Northeast Workshop on Circuit and Systems : 5–8 Aug. 2007, Montreal, Que. — 2007. — P. 1405–1408. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/NEWCAS.2007.4488021">10.1109/NEWCAS.2007.4488021.

Roy S. Impact of runtime leakage reduction techniques on delay and power sensitivity under effective channel length variations / S. Roy and A. Pal // IEEE Region 10 Conf. : TENCON 2008, 19–21 Nov. 2008, Hyderabad. — 2008. — P. 1–6. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TENCON.2008.4766400">10.1109/TENCON.2008.4766400.

Khandelwal V. Leakage control through fine-grained placement and sizing of sleep transistors / V. Khandelwal and A. Srivastava // IEEE Trans. CAD Integr. Circuits Syst. — July 2004. — Vol. 26, No. 7. — P. 533–536. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TCAD.2006.888282">10.1109/TCAD.2006.888282.

Rani M. J. Leakage power reduction and analysis of CMOS sequential circuits / M. Janaki Rani and S. Malarkann // Int. J. VLSI design & Commun. Syst. — 2012. — Vol. 3, No. 1. — P. 13–23. — DOI : http://dx.doi.org/10.5121/vlsic.2012.3102">10.5121/vlsic.2012.3102.

Augsburger S. A. Combining dual-supply, dual-threshold and transistor sizing for power reduction / S. Augsburger and B. Nigolic // Computer Design: VLSI in Computers and Processors : IEEE Int. Conf. — 2002. — P. 316–321. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICCD.2002.1106788">10.1109/ICCD.2002.1106788.

Waste N. H. E. Principles of CMOS Design: A system perspective / Neil H. E. Waste and K. Eshraghian. — 2nd ed. — Pearson Publication, Inc. and dorling Kindersley Publishing, Inc., 2000.

Kumar D. Performance analysis of dynamic threshold MOS (DTMOS) 4-input multiplexer switch for low power and high speed FPGA design / Deepak Kumar, Pankaj Kumar, Manisha Pattanaik // Integrated Circuits and System Design : 23rd Symp. SBCCI’10, Sept. 2010. — 2010. — P. 2–7. — DOI : http://dx.doi.org/10.1145/1854153.1854156">10.1145/1854153.1854156.

Sylvester D. Future performance challenges in nanometer design / D. Sylvester, H. Kaul // DAC 2001, June 18–22, 2001, Las Vegas, Nevada, USA. — June 2001. — P. 3–8.

Kumar P. Design & implementation of low power 3-bit flash ADC in 0.18mm CMOS / Pradeep Kumar and Amit Kolhe // Int. J. Soft Comput. Eng. — 2011. — Vol. 1, No. 5. — P. 71–74. http://www.ijsce.org/attachments/File/Vol-1_Issue-5/E0150081511.pdf "> http://www.ijsce.org/attachments/File/Vol-1_Issue-5/E0150081511.pdf .

Shehata K. A. Design and implementation of a high speed low power 4-bit Flash ADC / K. A. Shehata, H. F. Ragai, H. Husien // Design & Technology of Integrated Systems in Nanoscale Era : IEEE Int. Conf. DTIS, 2-5 Sept. 2007, Rabat. — 2007. — P. 200–203. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/DTIS.2007.4449519">10.1109/DTIS.2007.4449519.

Al-Ibrahim M. M. A new fast analog-to-digital counting converter / M. M. Al-Ibrahim, S. Bataineh, M. Irshid // Electronics, Circuits & Systems : Third IEEE Int. Conf. ICECS’96, 13–16 Oct 1996, Rodos. — 1996. — Vol. 2. — P. 912–915. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICECS.1996.584533">10.1109/ICECS.1996.584533.

Design of a low power, variable-resolution flash ADC / S. Veeramachanen, A. M. Kumar, V. Tummala, M. B. Srinivas // VLSI Design : 22nd Int. Conf., 5–9 Jan. 2009, New Delhi. — 2009. — P. 117–122. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/VLSI.Design.2009.62">10.1109/VLSI.Design.2009.62.

Sharma V. K. Comparison among different CMOS inverter for low leakage at different technologies / Vijay Kumar Sharma and Surender Soni // Int. J. Appl. Eng. Res. Dindigul. — 2010. — Vol. 1, No. 2. http://www.ipublishing.co.in/jarvol1no12010/EIJAER1021.pdf "> http://www.ipublishing.co.in/jarvol1no12010/EIJAER1021.pdf.

Singh A. K. Digital VLSI Design / Ajay Kumar Singh. — PHI Publication, 2011. — 368 p.

Yoo J. A 1-GSPS CMOS flash A/D converter for system-on-chip applications / Jincheol Yoo, Kyusun Choi, Ali Tangel // IEEE Computer Society Workshop on VLSI : WVLSI ’01. — 2001. — P. 135–139.

Richards T. C. Dynamic testing of A/D converters using the coherence function / T. C. Richards // IEEE Trans. Instrum. Meas. — Dec. 2006. — Vol. 55, No. 6. — P. 2265–2274. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TIM.2006.884127">10.1109/TIM.2006.884127.

##submission.downloads##

Опубліковано

2013-10-19

Як цитувати

Джеин, П., & Акеше, Ш. (2013). Проектирование и оптимизация аналого-цифрового флеш преобразователя c использованием дополнительных транзисторов ожидания с логикой управления током. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 56(10), 13–27. https://doi.org/10.20535/S0021347013100026

Номер

Том 56 № 10 (2013)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2013 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.