反馈保持型低功耗三值双边沿触发器设计

"时钟低摆幅三值双边沿低功耗触发器的设计 (2010年) - 曾小旁、王鹏君" 本文详细介绍了由曾小旁和王鹏君提出的时钟低摆幅三值双边沿低功耗触发器（FK-LSCTLPDFF）的设计理念和方案。在多值逻辑领域，触发器是关键的数字电路组件，其性能直接影响到整个系统的功耗和效率。传统的触发器设计通常关注单边沿触发，而该设计引入了双边沿触发的概念，同时结合低摆幅时钟技术，以实现更低的功率消耗。 首先，FK-LSCTLPDFF的核心在于反馈保持机制，它能有效防止输入信号中的瞬时毛刺导致的错误翻转。在高速数字系统中，输入信号的不稳定可能会产生微小的脉冲，这些脉冲如果不被处理，可能错误地触发电路状态的改变。通过反馈保持，该设计可以稳定电路状态，确保其在不理想的输入情况下仍能保持正确的行为。 其次，时钟信号的双边沿敏感性是此设计的另一创新之处。传统的触发器仅对时钟信号的一个边沿（上升或下降）敏感，而FK-LSCTLPDFF则对两个边沿都作出响应。这意味着数据传输可以在每个时钟周期的两个时间点进行，这不仅提高了数据吞吐量，还能在保持相同传输速率的情况下，允许时钟频率减半，从而显著降低系统功耗。 再者，采用低摆幅时钟技术是降低功耗的关键。传统时钟信号的摆幅通常较大，而低摆幅时钟则能在不影响电路功能的前提下，减少电源电压的变化，进而减少开关活动和能量消耗。在FK-LSCTLPDFF中，这一技术被应用到三值触发器上，进一步优化了功耗性能。 通过PSPICE模拟验证，该设计的逻辑功能得到了确认，并且表现出明显的低功耗特性。这表明，FK-LSCTLPDFF不仅具备高可靠性，而且在实际应用中能够实现有效的功耗管理，特别是在需要高效能、低功耗的多值逻辑系统中，这种触发器设计具有重要的理论价值和实用意义。 这篇论文为多值逻辑电路的设计提供了新的思路，其提出的FK-LSCTLPDFF方案在兼顾性能和功耗之间找到了一个平衡点，对于未来低功耗电子设备的发展具有积极的推动作用。这一设计可以广泛应用于嵌入式系统、通信设备以及高性能计算平台等领域，以满足对低功耗和高速数据处理的需求。