طراحی vlsi یک alu چهار بیتی با استفاده از مدارهای cmos دینامیک با منطق ترکیبی دومینو و نورا

یکی از قسمت های مهم در پیاده سازی ریزپردازنده های vlsi، پیاده سازی واحد محاسبه و منطق (alu) است. پیاده سازی دقیق و کارایِ alu نقش اساسی در بهبود مولفه های مختلف ارزیابیِ ریزپردازنده ها، شامل سرعت، توان مصرفی و سطحِ تراشه دارد. در این مقاله یک alu چهاربیتی در سطوح گیت، ترانزیستور و layout طراحی و شبیه سازی شده است. طراحی سطح گیت به صورت برش بیتی بوده و به راحتی قابل تعمیم به alu های 16، 32 و 64 بیتی است. در سطح ترانزیستور از مدارهایcmos دینامیک شامل ترکیب مناسبی از مدارهایی با منطق دومینو، منطق n-p استاتیک و منطق nora استفاده شده است. alu پیشنهادی در سطح layout با موفقیت در تکنولوژی cmos با ابعاد کانال 0.6μm پیاده سازی و تست شده است، نتایج شبیه سازی نشان می دهد که هسته alu طراحی شده با تاخیر 10 نانوثانیه و فرکانس کاری 100 مگاهرتز قادر به انجام محاسبات منطقی و ریاضی است. مطالعه این مقاله برای دانشجویان علاقه مند به طراحی vlsi و همچنین کسب و کارهای نوین در حوزه طراحی و ساخت مدارهای مجتمع دیجیتال در سطح layout، بسیار سودمند و کاربردی است.

vlsi design of a 4-bit alu using dynamic cmos circuits with combined domino and nora logic

implementation of the arithmetic and logic unit (alu) is an important step in the vlsi design of modern processors. accurate and efficient implementation of alu plays an essential role in processor evaluation parameters, including speed, power consumption and chip surface. in this article, a four-bit alu is designed and simulated at the gate, transistor and layout levels. the presented design is in the form of bit-slice and can be easily extended to 16, 32 and 64 bit alus. at the transistor level, presented design profited an appropriate combination of domino, n-p and nora logics in dynamic cmos cicuits. the proposed alu at the layout level has been successfully implemented in cmos 0.6?m technology, the simulation results show that the designed alu can performing logical and arithmetic operations with a delay of 10ns and frequency of 100mhz. studying this article is very useful and practical for students interested in vlsi design as well as businesses in the field of designing and manufacturing digital integrated circuits at the layout level.