[发明专利]一种级联式三值低功耗多米诺可逆计数器

摘要

本发明公开了一种级联式三值低功耗多米诺可逆计数器，包括n位三值绝热多米诺计数器单元及n‑1位三值绝热多米诺进位借位电路，三值绝热多米诺计数器单元包括三值绝热多米诺D触发器、三值绝热多米诺正反循环门和三值绝热多米诺T运算电路，其中n为大于等于2的整数；通过对可逆计数器和绝热多米诺电路结构及工作原理的研究，首先以开关信号理论为指导设计具有置位复位功能的三值绝热多米诺D触发器、然后分别设计三值绝热多米诺正反循环门电路与三值绝热多米诺进位借位电路来实现计数器正反计数和级联，在此基础上实现多位三值低功耗多米诺可逆计数器；优点是通过HSPICE仿真结果表明本发明所设计的电路具有正确的逻辑功能和明显的低功耗特性。

主权项

一种级联式三值低功耗多米诺可逆计数器，包括n位三值绝热多米诺计数器单元及n‑1位三值绝热多米诺进位借位电路，其特征在于所述的三值绝热多米诺计数器单元包括三值绝热多米诺D触发器、三值绝热多米诺正反循环门和三值绝热多米诺T运算电路，其中n为大于等于2的整数；所述的三值绝热多米诺D触发器具有信号输入端、复位端、置位端、反相置位端、信号输出端、第一时钟信号输入端、第二时钟信号输入端和第三时钟信号输入端，所述的三值绝热多米诺D触发器的第一时钟信号输入端接入第一时钟信号，所述的三值绝热多米诺D触发器的第二时钟信号输入端接入第二时钟信号，所述的三值绝热多米诺D触发器的第三时钟信号输入端接入第三时钟信号，所述的第一时钟信号和所述的第二时钟信号的幅值电平对应逻辑2，所述的第一时钟信号和所述的第二时钟信号的相位相差180度，所述的第三时钟信号的幅值电平对应逻辑1，所述的第三时钟信号的相位与所述的第二时钟信号的相位相同；所述的三值绝热多米诺正反循环门具有信号输入端、借位端、进位端、第一输出端、第二输出端、第一时钟信号输入端、第二时钟信号输入端和第三时钟信号输入端，所述的三值绝热多米诺正反循环门的第一时钟信号输入端接入所述的第一时钟信号，所述的三值绝热多米诺正反循环门的第二时钟信号输入端接入所述的第二时钟信号，所述的三值绝热多米诺正反循环门的第三时钟信号输入端接入所述的第三时钟信号；所述的三值绝热多米诺T运算电路包括第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、选择信号输入端、信号输出端、第一时钟信号输入端和第二时钟信号输入端，所述的三值绝热多米诺T运算电路的第一时钟信号输入端接入所述的第一时钟信号，所述的三值绝热多米诺T运算电路的第二时钟信号输入端接入所述的第二时钟信号；所述的三值绝热多米诺正反循环门的借位端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的借位端，所述的三值绝热多米诺正反循环门的进位端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的进位端，所述的三值绝热多米诺正反循环门的第一输出端与所述的三值绝热多米诺T运算电路的第一信号输入端连接，所述的三值绝热多米诺正反循环门的第二输出端与所述的三值绝热多米诺T运算电路的第三信号输入端连接，所述的三值绝热多米诺T运算电路的信号输出端与所述的三值绝热多米诺D触发器的信号输入端连接，所述的三值绝热多米诺正反循环门的信号输入端与所述的三值绝热多米诺D触发器的信号输出端连接且两者的公共连接端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的信号输出端，所述的三值绝热多米诺T运算电路的选择信号输入端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的选择信号输入端，所述的三值绝热多米诺D触发器的复位端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的复位端，所述的三值绝热多米诺D触发器的置位端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的置位端，所述的三值绝热多米诺D触发器的反相置位端为所述的三值绝热多米诺计数器单元的反相置位端；所述的三值绝热多米诺进位借位电路包括信号输入端、低位进位信号输入端、低位借位信号输入端、高位借位信号输出端、高位进位信号输出端、第一时钟信号输入端和第二时钟信号输入端，所述的三值绝热多米诺进位借位电路的第一时钟信号输入端接入所述的第一时钟信号，所述的三值绝热多米诺进位借位电路的第二时钟信号输入端接入所述的第二时钟信号；第1位所述的三值绝热多米诺计数器单元的进位端接入所述的第一时钟信号，第1位所述的三值绝热多米诺计数器单元的借位端接入逻辑0信号，第1位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的低位进位信号输入端接入所述的第二时钟信号，第1位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的低位借位信号输入端接入逻辑0信号；n位所述的三值绝热多米诺计数器单元的选择信号输入端均连接，n位所述的三值绝热多米诺计数器单元的复位端均连接，n位所述的三值绝热多米诺计数器单元的置位端均连接，n位所述的三值绝热多米诺计数器单元的反相置位端均连接；第k位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的高位进位信号输出端分别与第k+1位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的低位进位信号输入端和第k+1位所述的三值绝热多米诺计数器单元的进位端连接，第k位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的高位借位信号输出端分别与第k+1位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的低位借位信号输入端和第k+1位所述的三值绝热多米诺计数器单元的借位端连接，第n‑1位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的高位借位信号输出端和第n位所述的三值绝热多米诺计数器单元的借位端连接，第n‑1位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的高位进位信号输出端和第n位所述的三值绝热多米诺计数器单元的进位端连接，其中k＝1,2，……，n‑2，第m位所述的三值绝热多米诺进位借位电路的信号输入端与第m+1位所述的三值绝热多米诺计数器单元的信号输出端连接，m＝1,2，……，n‑1。