2. Экспресс анализ характеристик схем

После проведения экспресс анализа характеристик схем были получены коэффициенты, которые приведены в таблицах табл. 2.3. и табл. .2.4. для первой и второй схемы соответственно.

Полученные времена задержек приведены в таблицах табл. 2.5 и табл. 2.6 для первой и второй схемы соответственно.

Согласно методике экспресс анализа лучшая схема выбирается по критерию минимума времен задержек. Т.е. для дальнейшего рассмотрения выбираем схему №2, как наиболее (почти в 1,5 раза) быстродействующую.

2. Постановка задачи оптимизации

Допущение: .

Зафиксируем на технологическом минимуме , поскольку транзисторы составляют короткий путь переключения II-ого каскада, а влияют на нагрузку I-ого каскада.

Итого остаются ширины: , далее соответственно. Из рассмотрения исключаются варианты переключения 0 и 7, т.к. являются заведомо минимальными (т.к. I-ый каскад имеет последовательно-параллельное соединение, которое дает меньшее сопротивление по сравнению со всеми остальными вариантами, а II-ой каскад переключается через короткий путь). Поскольку в выбранной терминологии времена и означают одно и тоже, достаточно минимизировать значения трех времен задержек, зависящих от вышеперечисленных .

Таблица 2.3.

Результат экспресс анализа

Коэффициенты и ширины каналов (схема 1)

					, мкм
n	1	31	1,0	1	18
	2	1	1,53	1	9
	3	1	1,53	1	9
	4	1	1,0	1	6
	5	1	1,0	1	6
	6	1	1,0	1	6
	7	1	1,0	1	6
	8	1	1,0	1	6
	9	1	1,0	1	6
	10	1	1,0	1	6
	11	1	1,0	1	6
	12	1	1,0	1	6
p	1	32	1,0	1	18
	2	1	1,53	1	9
	3	1	1,53	1	9
	4	1	1,0	1	6
	5	1	1,0	1	6
	6	1	1,0	1	6
	7	1	1,0	1	6
	8	1	1,0	1	6
	9	1	1,0	1	6
	10	1	1,0	1	6
	11	1	1,0	1	6
	12	1	1,0	1	6

Таблица 2.4.

Результат экспресс анализа.

Коэффициенты и ширины каналов (схема 2)

					, мкм
n	1	1	1,55	1	9
	2	1	1,5	1	9
	3	1	1,5	1	9
	4	34	1,0	1	18
	5	1	1,0	1	6
	6	1	1,0	1	6
	7	1	1,0	1	6
	8	1	1,0	1	6
	9	1	1,0	1	6
	10	1	1,0	1	6
	11	1	1,0	1	6
	12	1	1,0	1	6
	13	1	1,0	1	6
	14	1	1,0	1	6
p	1	1	1,5	1	9
	2	1	1,5	1	9
	3	1	1,5	1	9
	4	34	1,0	1	18
	5	1	1,0	1	6
	6	1	1,0	1	6
	7	1	1,0	1	6
	8	1	1,0	1	6
	9	1	1,0	1	6
	10	1	1,0	1	6
	11	1	1,0	1	6
	12	1	1,0	1	6
	13	1	1,0	1	6
	14	1	1,0	1	6

Таблица 2.5.

Результат экспресс анализа.

Времена задержек (схема 1)

ti	I	II	III	IV
0	----
1	10	16	23	14	51
2	12	16	23	16	55
3	14	18	25	18	61
4	14	18	25	18	61
5	12	16	23	16	55
6	10	16	23	14	51
7	----

Таблица 2.6.

Результат экспресс анализа.

Времена задержек (схема 2)

ti	I	II	III	IV
0	5,3	6	15	12,3	39,7
1	5,3	9,3	18,3	12,3	43,0
2	5,3	9,3	18,3	12,3	43,0
3	5,3	9,3	18,3	12,3	43,0
4	5,3	9,3	18,3	12,3	43,0
5	5,3	9,3	18,3	12,3	43,0
6	5,3	9,3	18,3	12,3	43,0
7	5,3	6	15	12,3	39,7

Запишем их:

Ограничение по площади:

И того целевая функция имеет вид:

После выполнения оптимизации схемы эвристически вручную были получены следующие результаты: ;

В таблице табл. 2.7 приведены полученные ширины каналов, а в таблице табл. 2.8 -- расчетные времена задержек каскадов.

Таблица 2.7.

Результаты эвристической оптимизации

		, мкм
n	1	15
	2	12
	3	11
	4	20
	5	9
	6	6
	7	10
	8	6
	9	6
	10	6
	11	6
	12	6
	13	9
	14	9
p	1	15
	2	12
	3	11
	4	20
	5	9
	6	6
	7	10
	8	6
	9	6
	10	6
	11	6
	12	6
	13	9
	14	9
		262

Таблица 2.8

Результат эвристической оптимизации.

Времена задержек

ti	1st	2nd	3rd	4th
0	5,2	9	16,3	10,338	37,010
1	4,8	10,8	18,2	9,944	38,056
2	4,7	10,7	18,1	9,838	37,737
3	5,2	10,0	17,4	10,338	38,037
4	5,2	10,0	17,4	10,338	38,037
5	4,7	10,7	18,1	9,838	37,737
6	4,8	10,8	18,2	9,944	38,056
7	5,2	9	16,3	10,338	37,010

1 Поскольку на сигнал приходит в момент времени и не входит как емкость нагрузки ни для какого транзистора.

3

3 Чтобы уровнять суммарное сопротивление и с сопротивлением

2

3

3

5 Чтобы уровнять суммарное сопротивление , и с суммарным сопротивлением и

4 Поскольку на сигнал приходит в момент времени и не входит как емкость нагрузки ни для какого транзистора.

12