格雷码与二进制转换电路设计与仿真
格雷码与二进制转换电路设计与仿真，GPDK180，GPDK90，Finfet7nm
- 原理
- 格雷码与二进制转换电路设计http://t.csdnimg.cn/B9dfE
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- 异或门电路（XOR）-原理和仿真
- 电路图
- 真值表
- 原理
- 分析：当A0B0时，与B相连的NMOS3、10不导通，与B相连的PMOS1、5导通。与A相连的NMOS4、9不导通，与A相连的PMOS2、6导通。1、2导通输出电压相当于供电高压VDD，经过7、8的非门输出低压，即0；当A1B0时，NMOS4、9导通，PMOS1、5导通，中间的线（7、8前的线）相当于接在VSS上（通过4）输出为0，经过非门输出Y为1；其他两种输入同理
- 仿真验证
- 电路图
- 二进制转格雷码电路--V1-GPDK045工艺，VDD=1.1V
- 电路图
- 仿真验证，VTC，输入输出波形对比
- 码对比，功能正确
- 功耗，绘制GND上的电流，取average函数，得到平均电流为26nA，功耗为31.2nW
- 速度，观察输入码B2变化到输出码G1的变化时间，为812ps
- 电路图
- 二进制转格雷码电路--V2-GPDK090工艺，VDD=1.2V
- 电路
- 仿真验证，VTC，输入输出波形对比
- 码对比，功能正确
- 功耗，绘制GND上的电流，取average函数，得到平均电流为33nA，功耗为40.44nW
- 速度，观察输入码B2变化到输出码G1的变化时间，为1.17ns
- 二进制转格雷码电路--V3-asap7工艺，VDD=0.7V
- 电路图
- 仿真验证，VTC，输入输出波形对比
- 速度，观察输入码B2变化到输出码G1的变化时间，为4.84ps，相对45nm和180nm，7nm的finfet工艺大大提高了电路的运行速度
- 功耗，绘制GND上的电流，取average函数，得到平均电流为249.9nA，功耗为174.3nW
- G1上升沿3.055ps；下降沿3.4456ps。T=25，VDD=0.7
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- 改变电压，看速度变化：结论VDD增加时，波形翻转需要的时间会增加，因为增加了延时。
- VDD2=1.1VDD=0.77V。延时为4.8971ps
- 此时平均电流为249.88nA，几乎不变，但是VDD增加了10%，功耗也增加10%
- G1上升沿3.4206ps；下降沿3.2989ps。T=25，VDD=0.77
- 此时平均电流为249.88nA，几乎不变，但是VDD增加了10%，功耗也增加10%
- VDD1=0.9VDD=0.63V。延时为4.8032ps
- G1上升沿3.4206ps；下降沿3.6781ps。T=25，VDD=0.63
- VDD2=1.1VDD=0.77V。延时为4.8971ps
- 改变温度
- 125°时
- 功耗，此时平均电流为320.3nA,因为温度高时，载流子漂移的速度快，电流大。
- 速度，观察输入码B2变化到输出码G1的变化时间，为5.1355ps
- G1上升沿3.6891ps；下降沿4.061ps。T=125，VDD=0.7
- 功耗，此时平均电流为320.3nA,因为温度高时，载流子漂移的速度快，电流大。
- -40°时
- 功耗，此时平均电流为244.88nA,因为温度高时，载流子漂移的速度慢，电流小
- 速度，观察输入码B2变化到输出码G1的变化时间，为4.6221ps
- G1上升沿2.6647ps；下降沿3.0577ps。T=-40，VDD=0.7
- 功耗，此时平均电流为244.88nA,因为温度高时，载流子漂移的速度慢，电流小
- 125°时
- 电路图
