Abstract
This Paper Proposes a New High-speed Design Methodology for Delay Insensitive Asynchronous Circuits Combining with a Pseudo-NMOS Structure used for High Performance in Synchronous Circuits. Null Convention Logic(NCL) of Conventional Delay-Insensitive Asynchronous Design Methodologies has many Advantages of High Reliability, Low Power Consumption, and Easy Design Reuses not Dependant on Semiconductor Technology. However. the Conventional NCL Gates has a Complicated Stack Structure, so it Suffers from Increased Circuit Delay. Therefore, a New NCL Gates and its Pipeline Structure for High Performance, and the Proposed Methodology has been Designed and Evaluated by a $4{\times}4$ Multiplier Designed using SK-Hynix 0.18 um CMOS Technology. The Experimental Results are Compared with a Conventional NCL in Terms of Power and Delay and shows that the Propagation Delay of the Proposed Multiplier is Reduced by 85% Compared with the Conventional NCL Multiplier.
본 논문에서는 회로에서의 지연 시간을 줄이기 위해서 사용되는 의사 NMOS (pseudo-NMOS) 구조를 결합한 새로운 지연 무관 방식의 고속 비동기 회로 설계를 제안하고자 한다. 기존의 대표적인 지연 무관 방식의 NCL 비동기 회로 설계는 고신뢰성, 저전력 그리고 반도체 공정 기술에 의존하지 않고 회로를 재사용할 수 있는 용이성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 기존의 NCL 게이트 셀들의 트랜지스터-레벨 구조들은 많은 복잡한 구조로 인해서 회로 지연의 증가를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 고속의 새로운 NCL 게이트와 비동기 파이프라인(pipeline) 구조를 제안하였다. 제안된 방법은 SK-Hynix $0.18{\mu}m$ 공정에서 설계된 $4{\times}4$ 곱셈기를 통해서 적용되었고, 설계된 곱셈기는 모든 경우의 데이터 입력에 대한 전력과 지연이 측정되었고, 기존 NCL 방법과 비교되었다. 실험 결과는 제안된 NCL 구조가 기존의 NCL 구조보다 지연에서 85% 감소함을 보여주었다.
