多阈值低功耗d型cr寄存器的制造方法_2

文档序号:8301246阅读:来源:国知局
为一个两级反相器,其中的第一级反相器由Pl PMOS管和NI NMOS管组成,其栅极连接rst,输出作为低功耗写控制电路的一个输出端nreset ;第二级反相器由P2 PMOS管和N2 NMOS管组成,其栅极连接nreset,输出作为低功耗读控制电路的另一个输出端reset ;P1 PMOS管和P2 PMOS管的衬底连接电源Vdd,源极连接电源Vdd ;N1 NMOS管和N2 NMOS管的衬底接地Vss,源极连接地Vss。
[0018]作为本发明的进一步改进:所述多阈值低功耗D型CR寄存器本体包括:
Gl电路,为类C2MOS电路,由高阈值PMOS管P7,低阈值PMOS管LP1,低阈值NMOS管LNl和高阈值NMOS管N7组成,低阈值PMOS管LP1,低阈值NMOS管LNl的栅极连接双向I/O端信号d,高阈值PMOS管P7的栅极连接sle印,源极连接Vdd,高阈值NMOS管N7的栅极连接nsle印,源极连接Nss ;G1电路的输出连接G2电路中CMOS传输门的源极;
G2电路,由低阈值PMOS管LP2,低阈值NMOS管LN2组成,低阈值PMOS管LP2的栅极连接nwrite,低阈值NMOS管LN2的栅极连接write,G2电路的CMOS传输门的漏极输出与G3电路,G4电路,G6电路的输入、G6电路,G8电路的输出相连接;
G3电路,为类C2MOS电路,由高阈值PMOS管P12,低阈值PMOS管LP6,低阈值NMOS管LN6和高阈值NMOS管N12组成,低阈值PMOS管LP6,低阈值NMOS管LN6的栅极连接G2电路的CMOS传输门漏极的输出,高阈值PMOS管P12的栅极连接信号sle印,源极连接Vdd,高阈值NMOS管N12的栅极连接nsleep,源极连接Vss ;G3电路的输出是输出端信号q,同时与G4电路的输出以及G5电路的输入相连;
G4电路和G5电路,组成一个反馈保持电路,G4,G5是高阈值管组成的反相器;G4的栅极输入连接G2电路的CMOS传输门漏极的输出,高阈值PMOS管P8的源极接Vdd,高阈值NMOS管N8的源极接Vss,G4电路的输出与信号q相连,同时作为G5电路的栅极输入;G5是一个类C2MOS电路,其高阈值PMOS管P9,高阈值NMOS管N9的栅极连接G4电路的输出,高阈值PMOS管PlO的栅极连接Vss,高阈值NMOS管NlO的栅极连接Vdd,高阈值PMOS管PlO源极接Vdd,高阈值NMOS管NlO的源极接Vss,G5电路的输出与G6电路的CMOS传输门的源极相连,同时反馈给G4电路的输入;
G6电路,CMOS传输门的源极输入与G5电路的输出相连,G6的CMOS传输门的漏极输出与G7电路的输入相连,低阈值PMOS管LP3的栅极接nread,低阈值NMOS管LN3的栅极接read ;
G7电路,为类C2MOS电路,由低阈值PMOS管LP4,低阈值NMOS管LN4,高阈值PMOS管PlI,高阈值NMOS管Nll组成,低阈值PMOS管LP4,低阈值NMOS管LN4的栅极连接G6电路的输出,高阈值PMOS管Pll的栅极接sIe印,高阈值NMOS管Nll的栅极接nsleep,G7电路的输出是d,同时连接Gl电路的输入;
G8电路,为CMOS传输门,控制复位功能,由低阈值PMOS管LP5,低阈值NMOS管LN5组成,低阈值PMOS管LP5的栅极接reset,低阈值NMOS管LN5的栅极接nreset,低阈值PMOS管LP5,低阈值NMOS管LN5的源极输入接Vdd,低阈值PMOS管LP5,低阈值NMOS管LN5的漏极输出接G3电路的输入。
[0019]与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明的多阈值低功耗D型CR寄存器,结构简单、成本低廉,为一种多阈值高速、低功耗D型CR寄存器,在实现D型CR寄存器基本功能的同时,采用多阈值的概念,在主要关键的数据通路、时钟通路上用低阈值器件,提高了传输效率。在非关键路径上用高阈值器件,降低了静态漏电流,降低了功耗。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的拓扑结构示意图。
[0021]图2是本发明在具体应用实例中低功耗控制电路的结构原理示意图。
[0022]图3是本发明在具体应用实例中低功耗读控制电路的结构原理示意图。
[0023]图4是本发明在具体应用实例中低功耗写控制电路的结构原理示意图。
[0024]图5是本发明在具体应用实例中低功耗复位控制电路的结构原理示意图。
[0025]图6是本发明在具体应用实例中多阈值低功耗D型CR寄存器本体的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0027]如图1所示,本发明的多阈值低功耗D型CR寄存器,包括低功耗控制电路、低功耗读控制电路、低功耗写控制电路、低功耗复位控制电路以及多阈值低功耗D型CR寄存器本体。本发明的CR寄存器具有四个输入端、一个输出端和一个双向I/O端。四个输入端分别是低功耗控制信号slp、读控制信号rd、写控制信号wt和复位控制信号rst (低电平有效);一个输出端信号q,即寄存器的数据信号输出;一个双向I/O端信号d,即数据的写入和读出信号,共用一个I/O端口,读、写不能同时进行。其中:
低功耗控制电路,用来接收低功耗控制信号slp,对低功耗控制信号slp进行缓冲处理后分别输出信号:sleep和nsleep。
[0028]低功耗读控制电路,用来接收读控制信号rd,对读控制信号rd进行缓冲处理后分别输出信号:read和nread。
[0029]低功耗写控制电路,用来接收写控制信号wt,对写控制信号Wt进行缓冲处理后分别输出信号:write和nwrite。
[0030]低功耗复位控制电路,用来接收复位控制信号rst,对复位控制信号rst进行缓冲处理后分别输出信号:reset和nreset。
[0031]多阈值低功耗D型CR寄存器本体,用来接收双向I/O端信号d、及信号write、nwrite、read、nread、reset、nreset、sleep、nsleep。多阈值低功耗 D 型 CR 寄存器本体在信号write和nwrite的控制下对双向I/O端信号d进行锁存处理后输出输出端信号q ;在信号read和nread的控制下读出CR寄存器本体的值到I/O端口 ;在信号reset和nreset的控制下对CR寄存器进行异步复位;在接收信号sleep (高电平有效)、nsleep (低电平有效)信号时,多阈值低功耗D型CR寄存器本体进入睡眠状态,但此时双向I/O端信号d的值保持不变;在接收信号sle印(低电平有效)、nsleep (高电平有效)信号时,唤醒多阈值低功耗D型CR寄存器本体。
[0032]如图2所示,在本实施例中,低功耗控制电路具有一个输入端和两个输出端,输入端为slp,为低功耗控制信号,高有效;输出端为sleep、nsleep,为睡眠和睡眠的非。低功耗控制电路具有一个两级的反相器,其中第一级的反相器由Pl PMOS管和NI NMOS管组成,其栅极连接slp,输出作为低功耗控制电路的一个输出端nsleep ;第二级的反相器由P2PMOS管和N2 NMOS管组成,其栅极连接nsleep,输出作为低功耗控制电路的另一个输出端sle印。Pl PMOS管和P2 PMOS管的衬底连接电源Vdd,源极连接电源Vdd ;N1 NMOS管和N2NMOS管的衬底接地Vss,源极连接地Vss。
[0033]如图3所示,在本实施例中,低功耗读控制电路具有一个输入端和两个输出端,输入端为rd,为读控制信号,高有效;输出端为read、nread,为读和读的非。低功耗读控制电路具有一个两级的反相器,
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