以及G5電路的輸入相連;
G4電路,G5電路,G6電路組成一個反饋保持電路,G4電路是高閾值管組成的與非門,G5電路是高閾值管組成的反相器,G6電路是低閾值管組成的CMOS傳輸門;G4電路是一個與非門,由高閾值PMOS管Pl I,高閾值NMOS管NI I,高閾值PMOS管P19,高閾值NMOS管N19組成,高閾值PMOS管P11,高閾值NMOS管Nll的柵極輸入連接G2電路的CMOS傳輸門漏極的輸出,高閾值PMOS管Pll的源極接Vdd,高閾值PMOS管P19,高閾值NMOS管N19的柵極接S,高閾值PMOS管P19的源極接Vdd,高閾值NMOS管N19的源極接Vss,G4電路的輸出與qt相連,同時作為G5電路的柵極輸入;G5電路是高閾值管組成的反相器,高閾值PMOS管P12,高閾值NMOS管N12的柵極連接G4電路的輸出,高閾值PMOS管P12的源極接Vdd,高閾值NMOS管N12的源極接Nss, G5電路的輸出與G6電路的CMOS傳輸門的源極相連;G6電路的CMOS傳輸門的源極與G5電路的輸出相連,G6電路的CMOS傳輸門的漏極與G2電路的CMOS傳輸門漏極的輸出相連,同時與G3電路的低閾值管的柵極相連,又與G4電路的輸入相連,低閾值PMOS管LP4的柵極接反相時鐘輸入信號nclk,低閾值NMOS管LN4的柵極接正相時鐘輸入信號clk。
[0018]作為本發明的進一步改進:所述從鎖存器包括: G7電路,是一個C2MOS電路,由高閾值PMOS管P13,低閾值PMOS管LP5,低閾值NMOS管LN5和高閾值NMOS管N13組成,低閾值PMOS管LP5,低閾值NMOS管LN5的柵極連接數據qt,高閾值PMOS管P13的柵極連接sle印,源極連接Vdd,高閾值NMOS管N13的柵極連接nsle印,源極連接Vss,G7電路的輸出連接G8電路的CMOS傳輸門的源極;
G8電路,由低閾值PMOS管LP6,低閾值NMOS管LN6組成CMOS傳輸門,低閾值PMOS管LP6的柵極連接反相時鐘輸入信號nclk,低閾值NMOS管LN6的柵極連接正相時鐘輸入信號clk, G8電路的CMOS傳輸門的漏極與G9電路,GlO電路,G12電路相連接;
G9電路,是一個C2MOS電路,由高閾值PMOS管P14,低閾值PMOS管LP7,低閾值NMOS管LN7和高閾值NMOS管N14組成,低閾值PMOS管LP7,低閾值NMOS管LN7的柵極連接G8電路的CMOS傳輸門漏極的輸出,高閾值PMOS管P14的柵極連接sle印,源極連接Vdd,高閾值NMOS管N14的柵極連接nsleep,源極連接Vss,G9電路的輸出是q,同時與GlO電路的輸出以及Gll電路的輸入相連;
GlO電路,Gll電路,G12電路組成一個反饋保持電路,GlO電路是高閾值管組成的與非門,Gll電路是高閾值管組成的反相器,G12電路是低閾值管組成的CMOS傳輸門;G10電路是一個與非門,由高閾值管高閾值PMOS管P15,高閾值NMOS管N15,高閾值PMOS管P20,高閾值NMOS管N20組成,高閾值PMOS管P15,高閾值NMOS管NI5的柵極輸入連接G8電路的CMOS傳輸門漏極的輸出,高閾值PMOS管P15的源極接Vdd,高閾值PMOS管P20,高閾值NMOS管N20的柵極接S,高閾值PMOS管P20的源極接Vdd,高閾值NMOS管N20的源極接Vss,GlO電路的輸出與q相連,同時作為Gll電路的柵極輸入;G11電路的柵極連接GlO電路的輸出,高閾值PMOS管P16的源極接Vdd,高閾值NMOS管N16的源極接Vss,Gll電路的輸出是nq,同時與G12電路的CMOS傳輸門的源極相連;G12電路的CMOS傳輸門的源極與Gll電路的輸出相連,G12電路的CMOS傳輸門的漏極與G8電路的CMOS傳輸門漏極的輸出相連,同時與G9電路的低閾值管的柵極相連,又與GlO電路的輸入相連,低閾值PMOS管LP8的柵極接正相時鐘輸入信號clk,低閾值NMOS管LN8的柵極接反相時鐘輸入信號nclk。
[0019]與現有技術相比,本發明的優點在于:本發明的高速低功耗多閾值異步置位復位D型觸發器,結構簡單、成本低廉,為一種多閾值高速、低功耗D型觸發器,在實現D型觸發器基本功能的同時,采用多閾值的概念,在主要關鍵的數據通路、時鐘通路上用低閾值器件,提高了傳輸效率。在非關鍵路徑上用高閾值器件,降低了靜態漏電流,降低了功耗。同時本發明降低了時鐘信號clk的電壓幅值,即在時鐘通路上采用低閾值器件,降低時鐘電壓的幅值,有效降低了 Pswidling功耗。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的拓撲結構原理示意圖。
[0021]圖2是本發明在具體應用實例中低功耗控制電路的結構原理示意圖。
[0022]圖3是本發明在具體應用實例中置位控制電路的結構原理示意圖。
[0023]圖4是本發明在具體應用實例中主鎖存器的結構原理示意圖。
[0024]圖5是本發明在具體應用實例中從鎖存器的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0026]如圖1所示,本發明的高速低功耗多閾值異步置位復位D型觸發器,包括低功耗控制電路、置位控制電路、主鎖存器及從鎖存器。本發明的觸發器具有六個輸入端和兩個輸出端。六個輸入端分別連接:正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk、低功耗控制輸入信號slp、異步復位輸入信號r、異步置位輸入信號set和數據輸入信號d。兩個輸出端分別是輸出:第一數據信號q和第二數據信號nq,第一數據信號q和第二數據信號nq為一對相反的數據信號。其中:
低功耗控制電路,用來接收低功耗控制輸入信號slp,對低功耗控制輸入信號slp進行緩沖處理后分別輸出信號:sleep和nsleep。
[0027]置位控制電路,用來接收異步置位輸入信號set,對異步置位輸入信號set進行緩沖處理后分別輸出信號:s和ns。
[0028]主鎖存器,用來接收數據輸入信d、正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk、異步復位輸入信號r以及信號:sleep、nsleep、s和ns。主鎖存器在正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制下對數據輸入信號d進行鎖存處理后輸出qt ;異步復位輸入信號r (低電平有效)有效時,不受正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制,處理后輸出qt為低電平“O”;異步置位輸入信號s (低電平有效)、ns (高電平有效)有效時,不受正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制,處理后輸出qt為高電平“I”。主鎖存器在接收sle印(高電平有效)、nsle印(低電平有效)信號時,不受正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制,主鎖存器進入睡眠狀態,此時要求正相時鐘輸入信號clk為低電平“0”,反相時鐘輸入信號nclk為高電平“I”。
[0029]從鎖存器,用來接收正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk、異步復位輸入信號r及信號qt、S、sleep和nsleep ;從鎖存器在正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制下對qt進行鎖存處理后分別輸出第一數據信號q和第二數據信號nq。異步復位信號r (低電平有效)有效時,不受正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制,處理后輸出q,為低電平“0”,nq為高電平“I”。異步置位信號s (低電平有效)、ns(高電平有效)有效時,不受正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制,處理后輸出q為高電平“l”,nq為低電平“O”。從鎖存器在接收sle印(高電平有效)、nsleep (低電平有效)信號時,不受正相時鐘輸入信號clk、反相時鐘輸入信號nclk的控制,從鎖存器進入睡眠狀態,此時要求正相時鐘輸入信號clk為低電平“0”,反相時鐘輸入信號nclk為高電平“ 1”,輸出值q,nq保持不變。
[0030]如圖2所示,本實施例中,低功耗控制電路具有一個輸入端和兩個輸出端,輸入端為slp,為低功耗控制信號,高有效;輸出端為sleep、nsleep,為睡眠和睡眠的非。低功耗控制電路包括一個兩級的反相器,其中第一級的反相器由Pl PMOS管和NI NMOS管組成,其柵極連接slp,輸出作為低功耗控制電路的一個輸出端nsleep ;第二級的反相器由P2 PMOS管和N2 NMOS管組成,其柵極連接nsle印,輸出作為低功耗控制電路的另一個輸出端sle印。Pl PMOS管和P2 PMOS管的襯底連接電源Vdd,源極連接電源Vdd ;N1 NMOS管和N2 NMOS管的襯底接地Vss,源極連接地Vss。
[0031 ] 如圖3所示,本實施例中,置位控制電路具有一個輸入端和兩個輸出端,輸入端為set,為異步置位控制信號,低有效;輸出端為s、ns,為置位和置位的非。置位控制電路為一個兩級的反相器,其中第一級的反相器由Pl PMOS管和NI NMOS管組成,其柵極連接set,輸出作為置位控制電路的一個輸出端ns ;第