Design of Low Power and High Speed NCL Gates

Conventional synchronous circuits cannot keep the circuit performance, and cannot even guarantee correct operations under the influence of PVT variations and aging effects in the nanometer regime. Therefore, in this paper, a DI (delay insensitive) design based NCL (Null Convention Logic) design methodology with a very simple design structure has been used to design digital systems, which is one of well-known asynchronous design methods robust to various variations and does not require any timing analysis. Because circuit-level structures of conventional NCL gates have weakness of low speed, high area overhead or high wire complexity, this paper proposes a new lNCL gates designed at the transistor level for high-speed, low area overhead, and low wire complexity. The proposed NCL gate libraries have been compared to the conventional NCL gates in terms of circuit delay, area and power consumption using a asynchronous multiplier implemented in dongbu 0.11um CMOS technology.

저전력 고속 NCL 비동기 게이트 설계

기존의 동기방식의 회로는 나노미터 영역에서의 공정, 전압, 온도 변이 (PVT variation), 그리고 노화의 영향으로 시스템의 전체 성능을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 올바른 동작을 보장할 수도 없다. 따라서 본 논문에서는 여러 가지 변이에 영향을 받지 않는 비동기회로 설계 방식 중에서 타이밍 분석이 요구되지 않고, 설계가 간단한 DI(delay insentive) 방식의 NCL (Null Convention Logic) 설계 방식을 이용하여 디지털 시스템을 설계하고자 한다. 기존의 NCL 게이트들의 회로 구조들은 느린 스피드, 높은 영역 오버헤드, 높은 와이어(wire) 복잡도와 같은 약점을 가지고 있기 때문에 본 논문에서는 빠른 스피드, 낮은 영역 오버헤드, 낮은 와이더 복잡도를 위해서 트랜지스터 레벨에서 설계된 새로운 저전력 고속 NCL 게이트 라이브러리를 제안하고자 한다. 제안된 NCL 게이트들은 동부 0.11um 공정으로 구현된 비동기 방식의 곱셈기의 지연, 소모 전력에 의해서 기존의 NCL 게이트 들과 비교되었다.