KR100553702B1 - Full adder - Google Patents
Full adder Download PDFInfo
- Publication number
- KR100553702B1 KR100553702B1 KR1020030061766A KR20030061766A KR100553702B1 KR 100553702 B1 KR100553702 B1 KR 100553702B1 KR 1020030061766 A KR1020030061766 A KR 1020030061766A KR 20030061766 A KR20030061766 A KR 20030061766A KR 100553702 B1 KR100553702 B1 KR 100553702B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate
- output
- signal
- inverter
- input signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 9
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
- G06F7/607—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers number-of-ones counters, i.e. devices for counting the number of input lines set to ONE among a plurality of input lines, also called bit counters or parallel counters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
본 발명은 전가산기에 관한 것으로, 낸드게이트와 노아게이트, 인버터, PMOS트랜지스터, NMOS트랜지스터 및 전송게이트로 구성된 전가신기를 개시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a full adder, and discloses a full transfer device consisting of a NAND gate, a noah gate, an inverter, a PMOS transistor, an NMOS transistor, and a transfer gate.
본 발명에 따른 전가산기는 종래의 전가산기에 비하여 처리속도가 향상된 특성을 갖는다.The full adder according to the present invention has an improved processing speed compared to the conventional full adder.
전가산기, 낸드게이트, 노아게이트, 인버터, 전송게이트Full adder, NAND gate, Noah gate, Inverter, Transmission gate
Description
도 1은 현재 애식라이브러리(ASIC Library)에 제공되고 있는 전가산기를 보여주는 도면,1 is a view showing a full adder currently being provided to an ASIC Library;
도 2는 종래의 전가산기의 구성을 보여주는 도면,2 is a view showing the configuration of a conventional full adder,
도 3a는 노아게이트의 회로구성을 보여주는 도면,3A is a view showing a circuit configuration of a noble gate;
도 3b는 낸드게이트의 회로구성을 보여주는 도면,3b is a view showing a circuit configuration of a NAND gate;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전가산기회로의 구성을 보여주는 도면,4 is a view showing the configuration of a full adder circuit according to an embodiment of the present invention;
도 5a는 도 2의 종래의 전가산기와 도 4의 본 발명의 전가산기의 지연속도에 대한 시물레이션 결과를 보여주는 도면,5A is a view showing a simulation result of the delay speed of the conventional full adder of FIG. 2 and the full adder of the present invention of FIG.
도 5b는 도 2의 종래의 전가산기와 도 4의 본 발명의 전가산기의 전력소모에 대한 시물레이션 결과를 보여주는 도면,5B is a view showing simulation results for power consumption of the conventional full adder of FIG. 2 and the full adder of the present invention of FIG.
도 5c는 도 2의 종래의 전가산기와 도 4의 본 발명의 전가산기의 지연속도 대 전력소모의 곱의 비교결과를 보여주는 도면이다.FIG. 5C is a view showing a comparison result of a product of delay speed versus power consumption of the conventional full adder of FIG. 2 and the full adder of the present invention of FIG. 4.
본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.In the drawings according to the present invention, the same reference numerals are used for components having substantially the same configuration and function.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
14 : 낸드게이트 16 : 노아게이트14: NAND Gate 16: Noah Gate
12, 18, 20, 34, 36 : 인버터12, 18, 20, 34, 36: inverter
26, 28, 30, 32 : 전송게이트26, 28, 30, 32: transmission gate
본 발명은 로직회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전가산기에 관한 것이다.The present invention relates to a logic circuit, and more particularly to a full adder.
도 1은 현재 애식라이브러리(ASIC Library)에 제공되고 있는 전가산기를 보여주는 도면이다. 도 1의 전가산기는 기존 DPL(Dual Pass-transistor) 기법을 사용한 싱글레일(Single-rail) 기법으로 널리 사용되고 있는 전가산기이다. 합(Sum) 신호를 발생시키기 위해 고속동작의 CMOS와 전송게이트가 사용된 익스클루시브오아/익스클루시브노아 로직(XOR/XNOR Logic)이 사용되었다. 그러나 도 1의 전가산기는 상보적인 신호를 생성하기 위해 인버팅(inverting) 회로가 사용되어 실질적으로 인버팅(inverting) 두 단에 대해 지연이 발생한 후 고속 동작을 수행하게 된다.1 is a view showing a full adder currently being provided to an ASIC Library. The full adder of FIG. 1 is a full adder widely used as a single-rail technique using a conventional dual pass-transistor (DPL) technique. To generate the sum signal, XOR / XNOR logic is used, which uses high-speed CMOS and transmission gates. However, the full adder of FIG. 1 uses an inverting circuit to generate a complementary signal to perform high-speed operation after a delay occurs for substantially two inverting stages.
이와 같은 상보적인 신호의 생성으로 인한 시간지연이 발생하지 않도록 하기 위하여, 상보신호를 사용하지 않는 전가산기 로직회로가 본원 출원인에 의해 이미 출원된 바 있다(대한민국 특허공개공보 제 2001-0037189 : 전가산기, 2001. 5. 7. 공개).In order to prevent the time delay caused by the generation of such a complementary signal, a full adder logic circuit without using the complementary signal has already been filed by the present applicant (Korean Patent Publication No. 2001-0037189: Full Adder). , May 7, 2001).
도 2는 상기 종래 출원된 발명의 구성을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래의 출원된 전가산기는 인버터들(12, 18, 20, 34, 36), 낸드 게이트(14), 노아 게이트(16), PMOS 트랜지스터(22), NMOS 트랜지스터(24), 그리고 전송 게이트들(26 ~ 32)을 포함한다. 상기 낸드 게이트(14)는 상기 제 1 및 제 2 입력 신호들(Ai, Bi)을 받아들여 낸드 연산한다. 상기 노아 게이트(16)는 상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)을 받아들여 노아 연산한다.2 is a view showing the configuration of the conventionally filed invention. Referring to FIG. 2, a conventionally applied full adder is an
상기 제 1 인버터(18)는 전원 전압(VDD)과 상기 노아 게이트(16)의 출력 단자 사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류 통로와 상기 낸드 게이트(14)의 출력에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS 트랜지스터(40) 및 NMOS 트랜지스터(42)로 구성된다. 상기 제 2 인버터(20)는 상기 낸드 게이트(14)의 출력 단자와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류 통로와 상기 노아 게이트(16)의 출력에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS 트랜지스터(44) 및 NMOS 트랜지스터(46)로 구성된다. 즉, 상기 제 1 인버터(18)는 상기 노아 게이트(16)의 출력 신호가 로우 레벨인 동안 상기 낸드 게이트(14)의 출력 신호를 반전시킨다. 상기 제 2 인버터(20)는 상기 낸드 게이트(14)의 출력 신호가 하이 레벨인 동안 상기 노아 게이트(16)의 출력 신호를 반전시킨다.The
상기 PMOS 트랜지스터(22)는 상기 노아 게이트(16)의 출력 단자와 연결된 드레인, 상기 제 1 인버터(18)의 출력 단자와 연결된 소스, 그리고 상기 제 1 입력 신호(Ai)에 의해 제어되는 게이트를 갖는다. 상기 NMOS 트랜지스터(24)는 상기 낸드 게이트(14)의 출력 단자와 연결된 드레인, 상기 제 2 인버터(20)의 출력 단자와 연결된 소스, 그리고 상기 제 2 입력 신호(Bi)에 의해 제어되는 게이트를 갖는다.The
상기 제 1 전송 게이트(26)는 상기 제 1 인버터(18)의 출력 단자와 연결된 입력단, 제 4 인버터(34)의 입력단과 연결된 출력단을 가지며, 상기 캐리 입력 신호(Ci-1) 및 상기 제 3 인버터(12)를 통해서 반전된 상기 캐리 입력 신호(/Ci-1)에 제어되어서 상기 제 1 인버터(18)의 출력을 상기 제 4 인버터(34)로 전달한다.The
상기 제 2 전송 게이트(28)는 상기 제 2 인버터(20)의 출력 단자와 연결된 입력단, 제 4 인버터(34)의 입력단과 연결된 출력단을 가지며, 상기 캐리 입력 신호(Ci-1) 및 상기 제 3 인버터(12)를 통해서 반전된 상기 캐리 입력 신호(/Ci-1)에 제어되어서 상기 제 2 인버터(20)의 출력을 상기 제 4 인버터(34)로 전달한다.The
상기 제 3 전송 게이트(30)는 상기 낸드 게이트(14)의 출력 단자와 연결된 입력단, 제 5 인버터(36)의 입력단과 연결된 출력단을 가지며, 상기 캐리 입력 신호(Ci-1) 및 상기 제 3 인버터(12)를 통해서 반전된 상기 캐리 입력 신호(/Ci-1)에 제어되어서 상기 낸드 게이트(14)의 출력을 상기 제 5 인버터(36)로 전달한다.The
상기 제 4 전송 게이트(32)는 상기 노아 게이트(16)의 출력 단자와 연결된 입력단, 제 5 인버터(36)의 입력단과 연결된 출력단을 가지며, 상기 캐리 입력 신호(Ci-1) 및 상기 제 3 인버터(12)를 통해서 반전된 상기 캐리 입력 신호(/Ci-1)에 제어되어서 상기 노아 게이트(16)의 출력을 상기 제 5 인버터(36)로 전달한다.The
상기의 구성을 갖는 종래의 전가산기의 동작을 설명한다.The operation of the conventional full adder having the above configuration will be described.
먼저, 상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 각각 로우 레벨(즉, 논리 '0')일 때, 상기 낸드 게이트(14)와 노아 게이트(16)의 출력 신호는 각각 하이 레벨(즉, 논리 '1')로 된다. 따라서, 상기 제 1 인버터(18)의 전압원은 하이 레벨로 되어 불완전한 하이 레벨의 신호를 출력하지만, 상기 제 1 입력 신호(Ai)에 의해 상기 PMOS 트 랜지스터(22)가 턴 온되어 상기 노아 게이트(16)의 출력인 하이 레벨이 노드(N1)로 전달된다. 따라서, 상기 제 1 및 제 3 전송 게이트들(26, 30)은 각각 상기 인버터(18)와 상기 낸드 게이트(14)의 출력 신호인 하이 레벨을 받아들여 이를 인버터들(34, 36)로 각각 전달한다. 그 결과, 상기 합 신호(Si)와 캐리 출력 신호(Ci)는 인버터들(34, 36)에 의해 각각 로우 레벨로 된다.First, when the two input signals Ai and Bi are each low level (ie, logic '0'), the output signals of the
그러나 이 경우 다음과 같은 문제점이 있다. 도 3a는 노아게이트의 회로구성을 보여주는 도면이다.However, there are the following problems in this case. 3A is a diagram illustrating a circuit configuration of a noah gate.
도 3a를 참조하면, 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 각각 로우 레벨(즉, 논리 '0')로 입력되고 이에 대한 합신호와 캐리신호가 출력될 때, 상기 노아게이트의 출력신호가 상기 PMOS트랜지스터(66)와 PMOS트랜지스터(64)가 턴온됨에 따라 상기 PMOS트랜지스터(22)의 전류통로를 통하여 출력단(N1)으로 하이레벨(논리 '1')이 출력된다.Referring to FIG. 3A, when two input signals Ai and Bi are respectively input at a low level (ie, logic '0') and a sum signal and a carry signal thereof are outputted, an output signal of the noah gate is generated. As the
그런데 이때 출력단(N1)으로 출력되는 출력신호는 상기 PMOS트랜지스터(66)와 상기 PMOS트랜지스터(64)와 상기 PMOS트랜지스터(22)의 세 개의 트랜지스터를 거쳐 신호가 출력되므로 신호가 출력되는데 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.At this time, the output signal outputted to the output terminal N1 is output through the three transistors of the
상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 모두 하이 레벨인 경우를 본다. 상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 모두 하이 레벨이면, 상기 낸드 게이트(14)와 노아 게이트(16)의 출력은 모두 로우 레벨로 된다. 따라서, 상기 인버터(20)의 전압원은 접지 전압(GND)이 되고, PMOS 트랜지스터(44)가 턴 온되므로서 상기 노드(N2)에 는 상기 PMOS 트랜지스터(44)의 드레솔드 전압(VT44)이 인가된다. 이 때, 상기 제 1 입력 신호(Ai)가 하이 레벨이므로, 상기 NMOS 트랜지스터(24)가 턴 온되어 상기 노드(N2)는 완전한 로우 레벨로 된다. 따라서, 상기 합 신호(Si)와 캐리 출력 신호(Ci)는 상기 인버터들(34, 36)에 의해 모두 하이 레벨로 된다.It is assumed that both input signals Ai and Bi are at a high level. When the two input signals Ai and Bi are both at high level, the outputs of the
그러나 이 경우 다음과 같은 문제점이 있다. 도 3b는 낸드게이트의 회로구성을 보여주는 도면이다.However, there are the following problems in this case. 3B is a diagram illustrating a circuit configuration of a NAND gate.
도 3b를 참조하면, 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 각각 하이 레벨(즉, 논리 '1')로 입력되고 이에 대한 합신호와 캐리신호가 출력될 때, 상기 낸드게이트의 출력신호가 상기 NMOS트랜지스터(54)와 NMOS트랜지스터(56)가 턴온됨에 따라 상기 NMOS트랜지스터(24)의 전류통로를 통하여 출력단(N2)으로 로우레벨(논리 '0')이 출력된다.Referring to FIG. 3B, when two input signals Ai and Bi are respectively input at a high level (ie, logic '1') and a sum signal and a carry signal thereof are output, an output signal of the NAND gate is output. As the
그런데 이때 출력단(N2)으로 출력되는 출력신호는 상기 NMOS트랜지스터(54)와 상기 NMOS트랜지스터(56)와 상기 NMOS트랜지스터(24)의 세 개의 트랜지스터를 거쳐 신호가 출력되므로 신호가 출력되는데 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.However, the output signal output to the output terminal (N2) is a signal is output through the three transistors of the
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 지연시간이 작을 뿐만 아니라 전력소모가 적은 전가산기 로직회로를 제공하는데 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a full adder logic circuit having a low delay time and low power consumption.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 제 1 및 제 2 입력 신호, 그리고 캐리 입력 신호를 받아들여 합 신호와 캐리 출력 신호를 출력하는 전가산기에 있어서: 전원전압(VDD)과 접지전압(VSS)사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류통로를 갖고 각각 상기 제 2입력신호, 제 1입력신호, 제 2입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS트랜지스터(52), NMOS트랜지스터(54), NMOS트랜지스터(56)와 드레인이 상기 낸드게이트의 출력단에 연결되고 소오스가 상기 전원전압(VDD)에 연결되며 제 1입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS트랜지스터(50)로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 입력 신호들을 받아들여 낸드 연산하는 낸드 게이트와; 전원전압(VDD)과 접지전압(VSS)사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류통로를 갖고 각각 제 1입력신호, 제 2입력신호, 제 2입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS트랜지스터(66), PMOS트랜지스터(64), NMOS트랜지스터(62)와 드레인이 상기 노아게이트의 출력단에 연결되고 소오스가 상기 접지전압(VSS)에 연결되며 제 1입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 NMOS트랜지스터(60)로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 입력 신호들을 받아들여 노아 연산하는 노아 게이트와; 상기 노아 게이트의 출력 신호를 제 1 전압원으로 사용하고, 상기 낸드 게이트의 출력 신호를 반전시키는 제 1 인버터와; 상기 낸드 게이트의 출력 신호를 제 2 전압원으로 사용하고, 상기 노아 게이트의 출력 신호를 반전시키는 제 2 인버터와; 상기 PMOS트랜지스터(66)의 드레인과 상기 PMOS트랜지스터(64)의 소오스 사이에 연결된 드레인, 상기 제 1 인버터(18)의 출력 단자와 연결된 소스, 그리고 상기 제 2 입력 신호(Bi)에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS 트랜지스터와; 상기 NMOS트랜지스터(54)의 소오스와 상 기 NMOS트랜지스터(56)의 드레인 사이에 연결된 드레인, 상기 제 2 인버터(20)의 출력 단자와 연결된 소스, 그리고 상기 제 1 입력 신호(Ai)에 의해 제어되는 게이트를 갖는 NMOS 트랜지스터; 그리고 상기 캐리 입력 신호 및 반전된 입력 캐리 신호에 의해 제어되어 상기 제 1 인버터의 출력 단자의 신호 또는 상기 제 2 인버터의 출력 단자의 신호를 선택적으로 상기 합 신호로 출력하고, 상기 낸드 게이트의 출력 신호 또는 상기 노아 게이트의 출력 신호를 선택적으로 상기 캐리 출력 신호로 출력하는 출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a full adder that receives the first and second input signals and the carry input signal and outputs a sum signal and a carry output signal: a power supply voltage (VDD) and a ground voltage (
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 고속동작 및 저전력 소모를 갖도록 NNBL(Nand/Nor Based Logic)를 이용해 설계한 전가산기를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 전가산기는 동작속도에 영향을 받지 않도록 상보적인 신호들이 사용되지 않았으며 고속동작을 위해 낸드/노아 로직(Nand/Nor Logic)이 사용된다.The present invention discloses a full adder designed using NAND / Nor Based Logic (NNBL) for high speed operation and low power consumption. In the full adder according to the embodiment of the present invention, no complementary signals are used so as not to be affected by the operation speed, and Nand / Nor logic is used for high speed operation.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전가산기회로의 구성을 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a full adder circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전가산기는 인버터들(12, 18, 20, 34, 36), 낸드게이트(14), 노아 게이트(16), PMOS 트랜지스터(22), NMOS 트랜지스터(24), 그리고 전송 게이트들(26 ~ 32)을 포함한다. 상기 낸드 게이트(14)는 상기 제 1 및 제 2 입력 신호들(Ai, Bi)을 받아들여 낸드 연산한다. 상기 노아 게이트(16)는 상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)을 받아들여 노아 연산한다.4, the full adder according to the embodiment of the present invention,
상기 낸드게이트는 전원전압(VDD)과 접지전압(VSS)사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류통로를 갖고 각각 제 2입력신호, 제 1입력신호, 제 2입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS트랜지스터(52), NMOS트랜지스터(54), NMOS트랜지스터(56)와 드레인이 상기 낸드게이트의 출력단에 연결되고 소오스가 상기 전원전압(VDD)에 연결되며 제 1입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS트랜지스터(50)로 구성된다.The NAND gate has a current path sequentially formed in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS, and has a PMOS transistor having a gate controlled by a second input signal, a first input signal, and a second input signal, respectively. (52), an NMOS transistor (54), an NMOS transistor (56), and a drain connected to an output terminal of the NAND gate, a source connected to the power supply voltage (VDD), and a PMOS transistor having a gate controlled by a first input signal. It consists of 50.
상기 노아게이트는 전원전압(VDD)과 접지전압(VSS)사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류통로를 갖고 각각 제 1입력신호, 제 2입력신호, 제 2입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS트랜지스터(66), PMOS트랜지스터(64), NMOS트랜지스터(62)와 드레인이 상기 노아게이트의 출력단에 연결되고 소오스가 상기 접지전압(VSS)에 연결되며 제 1입력신호에 의해 제어되는 게이트를 갖는 NMOS트랜지스터(60)로 구성된다.The NOR gate has a current path sequentially formed in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage VSS, and has a PMOS transistor having a gate controlled by a first input signal, a second input signal, and a second input signal, respectively. (66), a PMOS transistor (64), an NMOS transistor (62), and a drain connected to an output terminal of the noble gate, a source connected to the ground voltage (VSS), and an NMOS transistor having a gate controlled by a first input signal. It consists of 60.
상기 제 1 인버터(18)는 전원 전압(VDD)과 상기 노아 게이트(16)의 출력 단자 사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류 통로와 상기 낸드 게이트(14)의 출력에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS 트랜지스터(40) 및 NMOS 트랜지스터(42)로 구성된다. 상기 제 2 인버터(20)는 상기 낸드 게이트(14)의 출력 단자와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬로 순차적으로 형성된 전류 통로와 상기 노아 게이트(16)의 출력에 의해 제어되는 게이트를 갖는 PMOS 트랜지스터(44) 및 NMOS 트랜지스터(46)로 구성된다. 즉, 상기 제 1 인버터(18)는 상기 노아 게이트(16)의 출력 신호가 로우 레벨인 동안 상기 낸드 게이트(14)의 출력 신호를 반전시킨다. 상기 제 2 인버터(20)는 상기 낸드 게이트(14)의 출력 신호가 하이 레벨인 동안 상기 노아 게이트(16)의 출력 신호를 반전시킨다.The
상기 PMOS 트랜지스터(22)는 상기 PMOS트랜지스터(66)의 드레인과 상기 PMOS트랜지스터(64)의 소오스 사이에 연결된 드레인, 상기 제 1 인버터(18)의 출력 단자와 연결된 소스, 그리고 상기 제 2 입력 신호(Bi)에 의해 제어되는 게이트를 갖는다.The
상기 NMOS 트랜지스터(24)는 상기 NMOS트랜지스터(54)의 소오스와 상기 NMOS트랜지스터(56)의 드레인 사이에 연결된 드레인, 상기 제 2 인버터(20)의 출력 단자와 연결된 소스, 그리고 상기 제 1 입력 신호(Ai)에 의해 제어되는 게이트를 갖는다.The
상기 제 1 전송 게이트(26) 내지 상기 제 4 전송 게이트(32)는 상기의 종래기술에서와 동일한 구성 및 동작특성을 가지므로 상세한 설명을 생략한다.Since the
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전가산기의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the full adder according to the embodiment of the present invention configured as described above.
상기 전가산기는 일반적인 전가산기의 진리표(truth table)와 동일하게 동작한다. 이는 상기 종래기술을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 알 수 있는 내용이므로 여기서는 전가산기의 진리표상의 일부 연산결과에 대한 설명은 생략하고, 일부의 연산결과만을 예로 들어 설명한다.The full adder operates in the same way as a truth table of a general full adder. This is well known to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains through the prior art. Therefore, description of some calculation results in the truth table of the full adder is omitted, and only some calculation results are described as an example. do.
먼저, 상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 각각 로우 레벨(즉, 논리 '0')일 때, 상기 낸드 게이트(14)는 PMOS트랜지스터(50)와 PMOS트랜지스터(52)가 턴온되고 NMOS트랜지스터(54)와 NMOS트랜지스터(56)는 턴오프되어 출력신호로 하이레벨(즉, 논리 '1')을 출력한다.First, when the two input signals Ai and Bi are each at a low level (ie, logic '0'), the
상기 노아 게이트(16)는 PMOS트랜지스터(66)와 PMOS트랜지스터(64)가 턴온되고 NMOS트랜지스터(60)와 NMOS트랜지스터(62)는 턴오프되어 출력신호로 하이레벨(즉, 논리 '1')을 출력한다.The NOR
상기 낸드게이트(14)와 노아게이트(16)가 하이레벨을 출력함에 따라, 상기 제 1 인버터(18)의 전압원은 하이 레벨로 되어 불완전한 하이 레벨의 신호를 출력하지만, 상기 제 2 입력 신호(Bi)에 의해 상기 PMOS 트랜지스터(22)가 턴온되어 상기 노아 게이트(16)의 PMOS트랜지스터(66)의 드레인의 전압레벨인 하이 레벨이 노드(N1)로 전달된다.As the
이 경우 상기 노드(N1)에 전달되는 전압레벨은 노아게이트의 출력단의 전압레벨인 PMOS트랜지스터(64)의 드레인의 전압레벨이 아닌 PMOS트랜지스터(66)의 드레인의 전압레벨이 전달되는데, 전원전압(VDD)이 PMOS트랜지스터(66) 및 PMOS트랜지스터(64) 두 개의 트랜지스터를 거치지 않고 PMOS트랜지스터(66) 하나만을 통과하여 전달되므로 결과적으로 전가산기의 속도를 향상시키는 효과가 나타난다.In this case, the voltage level transmitted to the node N1 is transmitted not the voltage level of the drain of the
상기 제 1 및 제 3 전송 게이트들(26, 30)은 각각 상기 인버터(18)와 상기 낸드 게이트(14)의 출력 신호인 하이 레벨을 받아들여 이를 인버터들(34, 36)로 각각 전달한다. 그 결과, 상기 합 신호(Si)와 캐리 출력 신호(Ci)는 인버터들(34, 36)에 의해 각각 로우 레벨로 된다.The first and
상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 모두 하이 레벨인 경우를 살펴본다. 상기 두 입력 신호들(Ai, Bi)이 모두 하이 레벨이면, 상기 낸드 게이트(14)는 PMOS트랜지스터(50)와 PMOS트랜지스터(52)가 턴오프되고 NMOS트랜지스터(54)와 NMOS트랜지스터(56)는 턴온되어 출력신호로 로우레벨(즉, 논리 '0')을 출력한다.The case where both the input signals Ai and Bi are at a high level will be described. If both input signals Ai and Bi are at a high level, the
상기 노아 게이트(16)는 PMOS트랜지스터(66)와 PMOS트랜지스터(64)가 턴오프되고 NMOS트랜지스터(60)와 NMOS트랜지스터(62)는 턴온되어 출력신호로 로우레벨(즉, 논리 '0')을 출력한다.The NOR
상기 낸드게이트(14)와 노아게이트(16)가 로우레벨을 출력함에 따라, 상기 인버터(20)의 전압원은 접지 전압(GND)이 되고, PMOS 트랜지스터(44)가 턴온되므로서 상기 노드(N2)에는 상기 PMOS 트랜지스터(44)의 드레솔드 전압(VT44)이 인가된다. 이 때, 상기 제 1 입력 신호(Ai)가 하이 레벨이므로, 상기 NMOS 트랜지스터(24)가 턴온되어 노드(N2)는 상기 NMOS트랜지스터(56)의 드레인의 출력인 완전한 로우 레벨로 된다.As the
이 경우 상기 노드(N2)에 전달되는 전압레벨은 낸드게이트의 출력단의 전압레벨인 NMOS트랜지스터(54)의 드레인의 전압레벨이 아닌 NMOS트랜지스터(56)의 드레인의 전압레벨이 전달되는데, 접지전압(VSS)이 NMOS트랜지스터(54) 및 NMOS트랜지스터(56) 두 개의 트랜지스터를 거치지 않고 NMOS트랜지스터(56) 하나만을 통과하여 전달되므로 결과적으로 전가산기의 속도를 향상시키는 효과가 나타난다.In this case, the voltage level transmitted to the node N2 is transmitted not the voltage level of the drain of the
상기 합 신호(Si)와 캐리 출력 신호(Ci)는 상기 인버터들(34, 36)에 의해 모두 하이 레벨로 된다.The sum signal Si and the carry output signal Ci are all brought high by the
도 5a는 도 2의 종래의 전가산기와 도 4의 본 발명의 전가산기의 지연속도에 대한 시물레이션 결과를 보여주는 도면이고, 도 5b는 도 2의 종래의 전가산기와 도 4의 본 발명의 전가산기의 전력소모에 대한 시물레이션 결과를 보여주는 도면이며, 도 5c는 도 2의 종래의 전가산기와 도 4의 본 발명의 전가산기의 지연속도 대 전력소모의 곱의 비교결과를 보여주는 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating a simulation result of a delay rate between the conventional full adder of FIG. 2 and the full adder of the present invention of FIG. 4, and FIG. 5B is a full adder of the present invention of FIG. 5C is a view showing a comparison result of a product of a delay rate versus power consumption of the conventional full adder of FIG. 2 and the full adder of the present invention of FIG. 4.
상기 시물레이션의 조건은 트랜지스터의 사이즈를 인버터를 기준으로 동일하게 하였으며, Sum과 Cout의 출력단에 로드캐패시턴스(load cap)을 가변시켜 측정하였다.The simulation conditions were the same as the size of the transistor with respect to the inverter, measured by varying the load capacitance (load cap) at the output terminal of Sum and Cout.
도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전가산기(NNBL_FA(본발명))가 종래의 전가산기(NNBL_FA(종래))에 비해 약 5% 향상된 지연속도를 나타낸다.As can be seen in Figure 5a, the full adder (NNBL_FA (invention)) according to an embodiment of the present invention exhibits a delay rate of about 5% compared to the conventional full adder (NNBL_FA (conventional)).
또한, 도 5b를 참조하면, 두 전가산기에 대한 전력소모 시물레이션 결과(L13HS, Typical), 본 발명의 실시예에 따른 전가산기(NNBL_FA(본발명))가 종래의 전가산기(NNBL_FA(종래))에 비해 전력소모면에서 약 10%정도 향상된 결과를 보인다.In addition, referring to Figure 5b, the power consumption simulation results (L13HS, Typical) for the two full adders, the full adder (NNBL_FA (invention)) according to the embodiment of the present invention is a conventional full adder (NNBL_FA (conventional)) Compared with the above, it shows about 10% improvement in power consumption.
또한, 도 5c에서 볼 수 있는 바와 같이 지연속도 대 전력소모의 곱을 비교한 경우에도 본 발명의 실시예에 따른 전가산기(NNBL_FA(본발명))가 종래의 전가산기(NNBL_FA(종래))에 비해 약 13% 정도의 향상된 결과를 나타냈다.In addition, as shown in FIG. 5C, even when comparing the product of delay speed versus power consumption, the full adder (NNBL_FA (invention)) according to the embodiment of the present invention is compared with the conventional full adder (NNBL_FA (conventional)). About 13% improved results.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the circuit according to the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Of course.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 본 발명에 의하면 전원전압 또는 접지 전압이 전달될 때 통과하는 트랜지스터의 수를 줄임으로써 결과적으로 전가산기의 속도를 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention as described above, according to the present invention, by reducing the number of transistors that pass when the power supply voltage or ground voltage is transmitted, there is an effect of improving the speed of the full adder.
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030061766A KR100553702B1 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Full adder |
US10/932,593 US20050027777A1 (en) | 2000-12-29 | 2004-09-02 | High speed low power 4-2 compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030061766A KR100553702B1 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Full adder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050023978A KR20050023978A (en) | 2005-03-10 |
KR100553702B1 true KR100553702B1 (en) | 2006-02-24 |
Family
ID=37231417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030061766A KR100553702B1 (en) | 2000-12-29 | 2003-09-04 | Full adder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100553702B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150007081A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-20 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Full adder circuit |
KR101915059B1 (en) * | 2016-10-19 | 2019-01-14 | 조선대학교산학협력단 | Accurate adder consists of 14 transistors and DSP integrated with the adder |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100975086B1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-08-11 | 한국과학기술원 | One bit full adder which comsumes minimal power and minimal area |
KR101899065B1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-09-14 | 조선대학교 산학협력단 | Accurate adder consists of 18 transistors and DSP integrated with the adder |
CN109962707A (en) * | 2019-04-16 | 2019-07-02 | 深圳市致宸信息科技有限公司 | A kind of CMOS combinational logic circuit |
-
2003
- 2003-09-04 KR KR1020030061766A patent/KR100553702B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150007081A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-20 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Full adder circuit |
KR102038047B1 (en) | 2013-07-10 | 2019-10-30 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Full adder circuit |
KR101915059B1 (en) * | 2016-10-19 | 2019-01-14 | 조선대학교산학협력단 | Accurate adder consists of 14 transistors and DSP integrated with the adder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050023978A (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7312634B2 (en) | Exclusive-or and/or exclusive-nor circuits including output switches and related methods | |
KR102232554B1 (en) | Level shifter | |
US8334709B2 (en) | Level shifter | |
US7525341B1 (en) | Time-balanced multiplexer switching methods and apparatus | |
KR970055474A (en) | CMOS output circuit with precharge circuit | |
Balaji et al. | Combinational circuits using transmission gate logic for power optimization | |
US10620915B2 (en) | Full adder circuits with reduced delay | |
KR100553702B1 (en) | Full adder | |
US6724225B2 (en) | Logic circuit for true and complement signal generator | |
US9239703B2 (en) | Full adder circuit | |
KR19980058197A (en) | Output pad circuit using control signal | |
JP2004364031A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
US10382038B2 (en) | System and method of acceleration of slow signal propagation paths in a logic circuit | |
KR100521351B1 (en) | Full adder | |
US7429872B2 (en) | Logic circuit combining exclusive OR gate and exclusive NOR gate | |
KR100278992B1 (en) | Full adder | |
US6335639B1 (en) | Non-monotonic dynamic exclusive-OR/NOR gate circuit | |
KR100301429B1 (en) | Multiplexer | |
KR100423845B1 (en) | High Speed Multiplexer | |
KR100236722B1 (en) | N-bit zero detecting circuit | |
KR940000256Y1 (en) | Half adder circuit | |
US20140126316A1 (en) | Circuit and method for dynamically changing a trip point in a sensing inverter | |
KR0179157B1 (en) | Carry arithmetic circuit of adder | |
KR0179906B1 (en) | A total subtractor | |
KR100230399B1 (en) | Adder using input data characterization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20030904 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20050729 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20051207 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20060213 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20060214 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090202 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20090202 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |