저 전압 스윙 기술을 이용한 저 전력 병렬 곱셈기 설계

Abstract

본 논문에서는 작은 점유면적과 저 전력 소모 특성을 갖도록 CPL(Complementary Pass-Transistor Logic) 논리구조의 전가산기에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 16<TEX>$\times$</TEX>16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다. 회로구성상 CPL 논리구조는 CMOS 논리구조에 비해 NMOS 트랜지스터만을 사용하기 때문에 작은 면적을 소비한다. 저 전압 스윙 기술은 회로에 공급되는 전압보다 낮은 전압 레벨에서 출력 동작을 하여 전력 소모를 감소시키는 기술이다. 본 논문에서는 전가산기의 출력 단에 사용되는 인버터에 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 소모 특성을 갖는 16<TEX>$\times$</TEX>16 비트 병렬 곱셈기를 설계하였다 설계한 회로는 17.3%의 전력 소모 감소와 16.5%의 전력소모와 지연시간의 곱(Power Delay) 감소가 이루어졌다. This paper describes a new low-swing inverter for low power consumption. To reduce a power consumption, an output voltage swing is in the range from 0 to VDD-2VTH. This can be done by the inverter structure that allow a full swing or a swing on its input terminal without leakage current. Using this low-swing voltage technology, we proposed a low-power 16<TEX>$\times$</TEX>16 bit parallel multiplier. The proposed circuits are designed with Samsung 0.35<TEX>$\mu$</TEX>m standard CMOS process at a 3.3V supply voltage. The validity and effectiveness are verified through the HSPICE simulation.. Compared to the previous works, this circuit can reduce the power consumption rate of 17.3% and the power-delay product of 16.5%.