Chipentwicklung fu127 ur Pixel - Prof. Dr. Norbert Wermes ...

10 1. Di erentielle Stromlogik
benötigte Chipfläche, der Aufwand zur Erstellung von Layouts 4 ist grö er.
Zum einen verdoppeln sich durch die di erentiellen Signale alle Signalleitungen,
zum anderen führt die Notwendigkeit von drei Versorgungsspannungen
und zwei Biaspotentialen oft zu komplexeren Layouts als in CMOS-Logik.
Es existiert noch keine Möglichkeit, eine Hardwarebeschreibungssprache
zur Synthese von Schaltungen in differentieller Logik zu verwenden. Zur
Simulation müssen solche Schaltungen wie analoge Elektronik behandelt
werden, eine reine Logiksimulation ist bisher nicht möglich. Dies erhöht den
Entwicklungsaufwand und ist fehleranfälliger.
1.2.3 Schaltungen in di erentieller Logik
Im Folgenden sollen einige Logikgatter, ein Latch (Speicherelement) und ein
Tristate-Buffer (Bustreiber) vorgestellt werden.
Logikgatter
Das Grundprinzip der Implementation von Logikgattern in differentieller
Logik besteht in der Umlenkung des Biasstromes in Abhängigkeit der Eingangspegel.
Die Lasten wandeln diesen Strom in logische Pegel um. Das
Vorhandensein des komplementären Signals vereinfacht manche Logikfunktionen.
So ist ein logisches `UND' identisch zu einem `ODER', wenn sowohl
Ausgang als auch Eingänge negiert werden 5 . Abbildung 1.7 zeigt die Schaltung
für ein logisches `UND'.
Latch
Abbildung 1.8 zeigt die Schaltung eines Latches. Wird das Latch über das
Load-Signal transparent geschaltet, entspricht der Ausgang dem Eingang.
Im Speicherzustand stabilisiert eine Rückkopplung der Ausgänge auf ein
differentielles Eingangspaar das Ausgangssignal.
Tristate-Bu er
Tristate-Bu er werden als Bustreiber verwendet, falls mehrere Sender einen
gemeinsamen Bus zur Datenübertragung nutzen müssen. Diese Bustreiber
verfügen neben zwei logischen auch über einen hochohmigen Ausgangszustand.
Zur Realisierung eines hochohmigen Ausgangszustandes muss die
differentielle Logik modifiziert werden. Die Tristate-Buffer verfügen über
keine eigene Last und leiten nur im aktiven Fall ihren Biasstrom auf den
Bus. Im hochohmigen Fall wird der Biasstrom direkt nach Vlo geleitet. Der
4 Als Layout wird die Umsetzung einer elektrischen Schaltung in geometrische Formen
bezeichnet, durch die Leiterbahnen, Transistoren, etc. de niert werden.
5 A ∧ B = A ∨ B