[发明专利]一种绝热逻辑电路及一位全加器

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝热电路结构，尤其是一种绝热逻辑电路及一位全加器。

背景技术

如今集成电路技术设计工艺进入到纳米阶段，在芯片设计过程中，无论从芯片本身的成本和性能考虑，还是从电子信息产品的市场角度考虑，功耗大小已经成为衡量芯片性能的重要指标，因此低功耗设计成为目前芯片设计的热点和难点。

绝热电路又称为能量恢复电路，在最近一段时期被广泛运用在大规模集成电路设计中，是一种新型的低功耗电路设计技术。它的基本原理是采用交流电源对其供电，通过回收节点电容的电荷，多次重复利用电路里的能量，从而实现低功耗的效果，因此绝热电路对集成电路的能耗的降低作用较为明显。

传统绝热电路一般采用双轨输入双轨输出的信号传输结构。输入信号采用双轨结构使电路布局布线带来困难，而且采用双轨输入双轨输出的信号传输结构，需要对称的逻辑输入信号，因此晶体管的数量比较多，使得在设计中布局布线比较复杂；某些传统绝热逻辑电路的输出节点悬空，使得输出电平易因寄生电容的耦合作用受到电路中噪声的影响，造成电路无法正常工作；另外，有些传统绝热电路输出达不到全摆幅，如电荷有效恢复逻辑(Efficient Charge Recovery Logic，简称ECRL)电路，造成电路产生较多的能量损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种功耗较小且在电路设计中布局布线简单的绝热逻辑电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种绝热逻辑电路，其特征在于包括逻辑赋值电路、能量恢复电路和第一NMOS管，所述的能量恢复电路由第一PMOS管和第二PMOS管构成，所述的第一PMOS管的漏极分别与所述的第一PMOS管的衬底、所述的第二PMOS管的漏极、所述的第二PMOS管的衬底及外部功率时钟信号端连接，所述的第一PMOS管的栅极分别与所述的第二PMOS管的源极及所述的第一NMOS管的漏极连接，所述的第一PMOS管的源极分别与所述的第二PMOS管的栅极、所述的逻辑赋值电路的能量传输端及所述的第一NMOS管的栅极连接，所述的逻辑赋值电路的接地端分别与外部接地端及所述的第一NMOS管的源极连接。

所述的逻辑赋值电路包括第二NMOS管，所述的第二NMOS管的漏极与所述的第一PMOS管的源极连接，所述的第二NMOS管的源极与外部接地端连接。采用以上结构的绝热逻辑电路实现基本反相器电路的逻辑功能，而且，电路的输出性能更好，大大降低了功耗。

所述的逻辑赋值电路包括第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管和第八NMOS管，所述的第五NMOS管的漏极分别与所述的第一PMOS管的源极及所述的第六NMOS管的漏极连接，所述的第五NMOS管的源极与所述的第七NMOS管的漏极连接，所述的第七NMOS管的源极分别与所述的第八NMOS管的源极及外部接地端连接，所述的第六NMOS管的源极与所述的第八NMOS管的漏极连接。采用以上逻辑赋值电路构成的绝热逻辑电路实现异或/同或门的逻辑功能。

所述的逻辑赋值电路包括第九NMOS管、第十NMOS管、第十一NMOS管、第十二NMOS管和第十三NMOS管，所述的第九NMOS管的漏极分别与所述的第十NMOS管的漏极、所述的第十一NMOS管的漏极及所述的第一PMOS管的源极连接，所述的第九NMOS管的源极与所述的第十二NMOS管的漏极连接，所述的第九NMOS管的栅极与所述的第十一NMOS管的栅极连接，所述的第十二NMOS管的源极分别与外部接地端及所述的第十三NMOS管的源极连接，所述的第十NMOS管的源极分别与所述的第十一NMOS管的源极及所述的第十三NMOS管的漏极连接，所述的第十NMOS管的栅极与所述的第十二NMOS管的栅极连接。采用以上逻辑赋值电路构成的绝热逻辑电路实现进位信号产生电路的逻辑功能，可用于组成一位全加器电路。