[发明专利]低漏电流动态D触发器

说明书

本发明提供一种在计算设备中应用的低漏电流动态D触发器，包括一输入端、一输出端以及至少一时钟信号端；一第一锁存单元，用于传输所述输入端的数据并在时钟信号控制下锁存所述数据；一第二锁存单元，用于锁存所述输出端的数据并在时钟控制下将所述第一锁存单元锁存的所述数据反相传输；一输出驱动单元，用于反相并输出从所述第二锁存单元接收到的所述数据；所述第一锁存单元、所述第二锁存单元以及所述输出驱动单元依次串接在所述输入端和所述输出端之间；其中，所述第二锁存单元在时钟控制下通过单一元件实现高电平、低电平和高阻三种状态的输出；所述第二锁存单元采用低漏电型器件和/或所述输出驱动单元采用高阈值电压器件。借此，本发明可以有效减小芯片面积，降低功耗、减小逻辑延时。

技术领域

本发明涉及一种受时钟控制的存储器件，尤其涉及一种在计算设备中应用的低漏电流动态D触发器。

背景技术

虚拟货币(如比特币、以太币)是一种P2P形式的数字货币，自2009年比特币系统推出以来就受到了广泛关注。该系统是基于区块链构建分布式共享总账，从而保证系统运行的安全、可靠以及去中心化。

在哈希运算和工作量证明上，比特币是基于计算得到的唯一正确的哈希值，来证明工作量从而获得记账打包区块权，因此获得奖励，这就是工作量证明(Pow)。

比特币挖矿开始于CPU或者GPU这种低成本的硬件，不过随着比特币的流行，挖矿的过程出现较大变化。如今，挖矿活动转移到现场可编程门阵列(FPGA)或专用芯片(ASIC)上来，这种FPGA或ASIC挖矿模式的挖矿效率非常高。

D触发器应用非常广泛，可用做数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生器等。D触发器具有数据(Data)和时钟(CKP、CKN)两个输入，具有一个输出(Q)，可将数据写入到D触发器中或从其中读取数据。

CN1883116A公开了一种如图1所示的正反馈D触发器电路106，包括模拟开关300、反相器302、模拟开关304、反相器306、反相器308、模拟开关310、反相器312、以及模拟开关314。模拟开关300、304、310以及314为使用P通道/N通道晶体管的模拟开关，通过与CK同相位的CKP以及与CK反相位的CKN进行开关动作。反相器302、306、反相器308以及312是CMOS反相器。由此可以看出，一个传统的D触发器基本上需要16个PMOS/NMOS晶体管。

对于新一代用于挖掘虚拟数字货币的计算设备而言，挖矿过程就是进行大量重复性的逻辑计算流水线，这就需要若干个D触发器进行存储数据。这样在需要大量D触发器的计算设备中，就会导致芯片面积增大、运算速度变慢、漏电不好控制的缺点。

CN1883116A还公开了一种如图2所示的动态D触发器电路102，动态D触发器电路102包括第1模拟开关200、第1反相器202、第2模拟开关204、以及第2反相器206。动态D触发器电路102通过第1模拟开关200与第2模拟开关204的模拟开关、以及第1反相器202与第2反相器206的门电容及布线电容等寄生电容，构成采样保持电路。

上述动态D触发器中，反相器202和模拟开关204分立设置，存在模拟开关不易控制、存取速度慢的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于计算设备的低漏电流动态D触发器，可以有效减小芯片面积，降低功耗、减小逻辑延时。

为了实现上述目的，本发明提供了一种低漏电流动态D触发器，包括：

一输入端、一输出端以及至少一时钟信号端；

一第一锁存单元，用于传输所述输入端的数据并在时钟信号控制下锁存所述数据；

一第二锁存单元，用于锁存所述输出端的数据并在时钟控制下将所述第一锁存单元锁存的所述数据反相传输；