[发明专利]一种低功耗多米诺三值文字运算电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种三值文字运算电路，尤其是涉及一种低功耗多米诺三值文字运算电路。

背景技术

目前，半导体工艺已经步入了深亚微米时代，在单块芯片上集成的晶体管数目已经非常巨大，并且仍然以超越摩尔定律的速度增长。预计在2020年，集成电路的特征尺寸将达到14 nm，随之而来的是电路功耗激增和电路结构复杂的问题，所以降低电路的功耗和简化电路结构已经成为芯片设计首要考虑的两个目标。在诸多实现低功耗的方法中，采用交流脉冲电源的绝热电路改变了传统电路的能量传输方式，使能量由电源→信号节点→电源循环利用，显著提高了能量利用率，极大地降低了电路功耗，已经成为低功耗电路研究的热点。而在简化电路结构方面，与传统的二值电路相比，多值电路由于能够提高电路的信息密度，减少芯片管脚及互连线的数量，受到了国内外研究人员的重视。其中由于多米诺电路面积小、速度快，因此将多米诺电路应用于多值电路中，能够进一步提高电路的信息密度和性能，促进多值电路的快速发展。

三值文字运算（三值阈运算）、三值与运算和三值或运算等是三值代数中的基本运算，三值文字运算电路作为三值基本运算电路中的一种，是三值数字系统中常用电路之一。然而与三值与门、或门等门电路相比，三值文字运算电路的研究却相对较少，对适用于绝热多米诺电路的文字运算电路的研究更少。鉴此，对绝热电路、多米诺电路及三值文字运算电路的研究具有现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电路功耗较低且结构简单的低功耗多米诺三值文字运算电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低功耗多米诺三值文字运算电路，包括第一文字运算电路单元、第二文字运算单路单元和第三文字运算电路单元，所述的第一文字运算电路单元主要由第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管和第三NMOS管组成，所述的第一PMOS管的源极和所述的第一NMOS管的漏极并接于第一信号输出端，所述的第一信号输出端用于输出逻辑值为0时的第一输出信号，所述的第一NMOS管的源极与所述的第二NMOS管的漏极连接，所述的第二PMOS管的源极与所述的第三PMOS管的漏极连接，所述的第三PMOS管的源极与所述的第三NMOS管的漏极并接于第一互补信号输出端，所述的第一互补信号输出端用于输出逻辑值为0时的第一互补输出信号，所述的第一NMOS管的栅极连接信号输入端，所述的第三PMOS管的栅极连接所述的第一信号输出端，所述的第一PMOS管的栅极、所述的第二NMOS管的栅极、所述的第二PMOS管的漏极和所述的第三NMOS管的源极并接于钟控时钟信号输入端，所述的第一PMOS管的漏极、所述的第二NMOS管的源极、所述的第二PMOS管的栅极和所述的第三NMOS管的栅极并接于功率时钟信号输入端，所述的第二文字运算电路单元由第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管和第六NMOS管组成，所述的第四PMOS管的源极和所述的第四NMOS管的漏极并接于第二互补信号输出端，所述的第二互补信号输出端用于输出逻辑值为2时的第二互补输出信号，所述的第四NMOS管的源极与所述的第五NMOS管的漏极连接，所述的第五PMOS管的源极与所述的第六PMOS管的漏极连接，所述的第六PMOS管的源极与所述的第六NMOS管的漏极并接于第二信号输出端，所述的第二信号输出端用于输出逻辑值为2时的第二输出信号，所述的第四NMOS管的栅极连接所述的信号输入端，所述的第六PMOS管的栅极连接所述的第二互补信号输出端，所述的第四PMOS管的栅极、所述的第五NMOS管的栅极、所述的第五PMOS管的漏极和所述的第六NMOS管的源极并接于所述的钟控时钟信号输入端，所述的第四PMOS管的漏极、所述的第五NMOS管的源极、所述的第五PMOS管的栅极和所述的第六NMOS管的栅极并接于所述的功率时钟信号输入端，所述的第三文字运算电路单元由第七NMOS管组成，所述的第七NMOS管的漏极连接所述的第一互补信号输出端，所述的第七NMOS管的栅极连接所述的第二互补信号输出端，所述的第七NMOS管的源极连接所述的第三信号输出端，所述的第三信号输出端用于输出逻辑值为1时的第三输出信号。