Abstract
Conventional TSPC D flip-flop has the advantages of high speed, simple clock distribution, and no racing because of the single phase clocking strategy and its simple structure. But, it suffers from glitch, clock slope sensitivity and unbalanced propagation delay problems. Therefore, a new dynamic D flip-flop, which improves these disadvantages, is proposed. The main idea of this paper is DS(Discharge Suppression) scheme, which suppresses unnecessary discharge. As a result, the proposed structure is free from glitch problem and it improves maximum clock slope immunity from 0.25ns to Ins. Also, it uses only 8 transistors and it Is demonstrated that high speed operation is feasible by balancing propagation delay time.
기존 TSPC D 플립플롭은 한 종류의 클럭 신호만을 사용함으로서 고속 동작을 제한하던 레이싱 (racing) 문제를 제거하고, 구조 자체도 매우 간단하기 때문에 고속 동작이 용이한 장점을 가지고 있다. 또한 한 종류의 클럭을 사용하기 때문에 클럭 드라이버 및 클럭 네트워크가 간단해 진다는 장점이 있다. 하지만 이러한 구조는 글리치나 비대칭적인 전파 지연 시간과 같은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선한 새로운 동적 플립플롭을 설계하였다. 제안된 구조는 출력의 불필요한 방전을 막기 위한 방전 억제 방식(Discharge Suppression Scheme)을 이용하여 출력의 글리치 현상을 완전히 제거하였으며, 최대 클럭 경사 민감도를 0.25ns에서 1ns로 4배 이상 향상시킬 수 있었다. 또한 기존 구조를 개선하여 트랜지스터 수를 줄(기고, 비대칭적인 전파 지연 시간을 대칭적으로 만들어 줌으로서 기존 구조에 비해서 약 30%의 속도 향상 효과를 얻을 수 있었다.
