Аналитический обзор шифраторов для параллельных ацп

3. ИННОВАЦИОННЫЕ СХЕМЫ ШИФРОВАНИЯ

3.1 Трехразрядные шифраторы

Этот шифратор включает в себя две подсхемы: преобразование входного термометрического кода в унарный и преобразование унарного кода в выходной двоичный код.

Первая подсхема описывается следующим логическим выражением:

На рисунке 3.1 представлена преобразованная схема шифратора древовидной структуры. В таблице 7 приведены сравнительные характеристики двух схем шифраторов древовидной структуры. Из таблицы видно, что преобразованная схема превосходит исходную по всем характеристикам: имеет значительно меньшее время задержки по фронту и спаду, требует меньшего числа элементов и потребляет меньшую мощность.

Рис. 3.1. Преобразованная схема шифратора древовидной структуры
Таблица 7
Сравнение схем шифраторов древовидной структуры

Тип шифратора Хар-ки	Древовидной структуры	Древовидной структуры (преобразованная схема)
Потребляемая мощность, мкВт	8,5	6,7
Время задержки по фронту, пс	80	33
Время задержки по спаду, пс	139	93
Число транзисторов	96	68

3.2 Шифраторы на основе массива элементов памяти

На рисунке 3.2-3.4 представлены преобразованные схемы шифратора на основе массива элементов памяти. На рисунке 3.2 показана схема, выполняющая преобразование входного термометрического кода в унитарный по формуле i₇  i₆  i₇  i₆ . На рисунке 3.3 приведена схема шифратора с массивом p- МОП элементов, то есть работающего по низкому уровню логического сигнала. Подсхема, преобразующая унитарный код в выходной двоичный, реализована с использованием формулы i₁  i₂  i₁  i_{2 .} На рисунке 3.4 представлена схема шифратора, совмещающая в себе две схемы: по высокому и низкому уровню входного сигнала.

Рис. 3.2. Преобразованная схема шифратора на основе элементов памяти

Рис. 3.3. Схема шифратора, работающего по низкому уровню входного сигнала

Рис. 3.4 Гибридная схема шифратора

В таблице 8 представлена сравнительная таблица шифраторов на основе массива элементов памяти. Из таблицы видно, что получена новая схема шифратора, имеющая наименьшую потребляемую мощность и обладающая хорошим быстродействием.

Таблица 8
Сравнительная таблица пятиразрядных шифраторов на основе массива элементов памяти

Хар-ки	Тип шифратора
	На основе массива элементов памяти	На основе массива элементов памяти (преобразованная схема унарного кода)	На основе массива p- МОП транзисторов	На основе элементов памяти (гибрид)
Потребляемая мощность, мкВт	300	300	168	3,8
Время задержки по фронту, пс	42	46	38	61
Время задержки по спаду, пс	40	37	74	84
Число транзисторов	330	270	270	480