Otimização do dimensionamento dostransistores de um circuito somador pararedução de atrasos e consumo de potência         ...
Sumário:● Introdução● Objetivo● Metodologia● Resultados● Conclusões
Introdução:● Celulares, computadores,  câmeras digitais, chips e todo  tipo de dispositivo eletrônico  são fruto do desenv...
Introdução:● O transistor   ○ Componente eletrônico, que     substituiu a válvula triodo.   ○ Considerado uma das maiores ...
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Introdução:● Dimensionamento de transistores:Para cada transistor deum circuito é definidauma largura W e umcomprimento L.
Introdução:  ● Dimensionamento de transistores:Quanto maior a largura do transistor(W):  ● Menor Resistência, portanto men...
Introdução:Unidade Lógica e Aritmética (ULA):● Importante unidade que compõe um  processador;● Circuitos Aritméticos:   ○ ...
Objetivo● O objetivo deste projeto é encontrar  um dimensionamento para os  transistores de um circuito somador  que propo...
Metodologia ● Em vista de sua    grande importânciae utilização o circuitobenchmark escolhidofoi um somador.● Serão avalia...
WpCircuito 1  ● Dois tamanhos de Wp                   Wn  ● Dois tamanhos de Wn                                     Wn    ...
WpCircuito 2  ● Dois tamanhos de Wp                       Wn  ● Todos os Wn são iguais.              Wn                   ...
WpCircuito 3  ● Todos os Wp são iguais.                   Wn  ● Dois tamanhos de Wn.                 Wn                   ...
WpCircuito 4  ● Todos Wp são iguais                                             Wn  ● Todos os Wn são iguais.             ...
Metodologia● Variações de Wp de 100 a 400, em  passo de 50n.● Os circuitos foram descritos e  simulados no simulador elétr...
Medição de Atraso● O tempo que leva  para uma transição  no sinal de entrada  provocar uma  transição no sinal de  saída.
Medição de Potência● Para a medição da potência média  dissipada do circuito: (P=IV)
Power-Delay Product (PDP)● Produto Potência-Atraso  ○ Energia por operação de chaveamento.      PDP = P * Tp              ...
Resultado dos DimensionamentosAtrasos da SaídaSUM:
Resultado dos DimensionamentosAtrasos da SaídaCout:
Resultado dos DimensionamentosConsumo de Potência da Saída SUM:
Resultado dos DimensionamentosConsumo de Potência da Saída Cout:
Resultado dos DimensionamentosPDP SUM:
Resultado dos DimensionamentosPDP Cout:
Conclusões● Dimensionamento para Desempenho:  ○ Circuito 1 com Wp=100n Wn = 100n para    a saida SUM.  ○ Circuito 3 com Wp...
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Otimização do dimensionamento dos transistores de um circuito somador para redução de atrasos e consumo de potência

  1. 1. Otimização do dimensionamento dostransistores de um circuito somador pararedução de atrasos e consumo de potência Ygor Aguiar, Braian Maciel, Alexandra Zimpeck Orientadores: Cristina Meinhardt, Paulo Butzen Universidade Federal do Rio Grande – FURG Centro de Ciências Computacionais – C3 Grupo de Sistemas Digitais e Embarcados 10ª Mostra da Produção Universitária – MPU
  2. 2. Sumário:● Introdução● Objetivo● Metodologia● Resultados● Conclusões
  3. 3. Introdução:● Celulares, computadores, câmeras digitais, chips e todo tipo de dispositivo eletrônico são fruto do desenvolvimento da microeletrônica. Isso foi possível devido ao contínuo processo de miniaturização dos componentes eletrônicos.
  4. 4. Introdução:● O transistor ○ Componente eletrônico, que substituiu a válvula triodo. ○ Considerado uma das maiores descobertas na história moderna. ○ Ampla aplicação: ■ Amplificação; ■ Oscilação; ■ Modulação/Demodulação; ■ Comutação(Chaveamento); ■ Outros...
  5. 5. Introdução:● O transistor ○ Componente eletrônico, que substituiu a válvula triodo. ○ Considerado uma das maiores descobertas na história moderna. ○ Ampla aplicação: ■ Amplificação; ■ Oscilação; ■ Modulação/Demodulação; ■ Comutação(Chaveamento); ■ Outros...
  6. 6. Introdução:● Dimensionamento de transistores:Para cada transistor deum circuito é definidauma largura W e umcomprimento L.
  7. 7. Introdução: ● Dimensionamento de transistores:Quanto maior a largura do transistor(W): ● Menor Resistência, portanto menor o atraso. ● Maior a Capacitância , ou seja, maior potência consumida.
  8. 8. Introdução:Unidade Lógica e Aritmética (ULA):● Importante unidade que compõe um processador;● Circuitos Aritméticos: ○ Principal Circuito Somador;
  9. 9. Objetivo● O objetivo deste projeto é encontrar um dimensionamento para os transistores de um circuito somador que proporcione um melhor desempenho, ou seja, diminuição dos atrasos, e também um outro dimensionamento que reduza o consumo de potência.
  10. 10. Metodologia ● Em vista de sua grande importânciae utilização o circuitobenchmark escolhidofoi um somador.● Serão avaliados 4 circuitos base Híbrido 26t
  11. 11. WpCircuito 1 ● Dois tamanhos de Wp Wn ● Dois tamanhos de Wn Wn Wp Wp Wp2 Wp Wp2 Wp Wp Wp Wp2 Wp2 Wn2 Wn Wn Wn Wn2 Wn Wn Wn2 Wn2
  12. 12. WpCircuito 2 ● Dois tamanhos de Wp Wn ● Todos os Wn são iguais. Wn Wp Wp Wp2 Wp Wp2 Wp Wp Wp Wp2 Wp2 Wn Wn Wn Wn Wn Wn Wn Wn Wn
  13. 13. WpCircuito 3 ● Todos os Wp são iguais. Wn ● Dois tamanhos de Wn. Wn Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wn2 Wn Wn Wn Wn2 Wn Wn Wn2 Wn2
  14. 14. WpCircuito 4 ● Todos Wp são iguais Wn ● Todos os Wn são iguais. Wn Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wp Wn Wn Wn Wn Wn Wn Wn Wn Wn
  15. 15. Metodologia● Variações de Wp de 100 a 400, em passo de 50n.● Os circuitos foram descritos e simulados no simulador elétrico NGSPICE;● A tecnologia utilizada foi a preditiva 32nm Low Power;
  16. 16. Medição de Atraso● O tempo que leva para uma transição no sinal de entrada provocar uma transição no sinal de saída.
  17. 17. Medição de Potência● Para a medição da potência média dissipada do circuito: (P=IV)
  18. 18. Power-Delay Product (PDP)● Produto Potência-Atraso ○ Energia por operação de chaveamento. PDP = P * Tp P=potência Tp=tempo de propagação
  19. 19. Resultado dos DimensionamentosAtrasos da SaídaSUM:
  20. 20. Resultado dos DimensionamentosAtrasos da SaídaCout:
  21. 21. Resultado dos DimensionamentosConsumo de Potência da Saída SUM:
  22. 22. Resultado dos DimensionamentosConsumo de Potência da Saída Cout:
  23. 23. Resultado dos DimensionamentosPDP SUM:
  24. 24. Resultado dos DimensionamentosPDP Cout:
  25. 25. Conclusões● Dimensionamento para Desempenho: ○ Circuito 1 com Wp=100n Wn = 100n para a saida SUM. ○ Circuito 3 com Wp=100n Wn=100n para a saida Cout.● Dimensionamento para Potência: ○ Circuito 2 com Wp=100n Wn = 100n.● Dimensionamento para PDP: ○ Circuito 4 com Wp=100n Wn = 100n.
  26. 26. Otimização do dimensionamento dostransistores de um circuito somador pararedução de atrasos e consumo de potência Obrigado pela Atenção! Ygor Aguiar, Braian Maciel, Alexandra Zimpeck Orientadores: Cristina Meinhardt, Paulo Butzen Universidade Federal do Rio Grande – FURG Centro de Ciências Computacionais – C3 Grupo de Sistemas Digitais e Embarcados 10ª Mostra da Produção Universitária – MPU

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