[实用新型]一种基于静态逻辑实现的提前终止比较器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种基于静态逻辑实现的提前终止比较器。

背景技术

如今超大规模集成电路设计发展已到了深亚微米工艺技术，特征尺寸不断缩小使集成度不断增加，功耗也随之增加。电路的功耗通过转化为热量而释放出来，过多的热量将导致器件的工作温度升高，继而严重降低系统的可靠性，使电路失效。而对工作温度高的芯片，只能用更昂贵的封装材料保证电路性能。所以功耗成为了设计集成电路的重要考虑因素。为了提高芯片的可靠性和降低芯片封装成本，迫切需要设计者用低功耗的技术来设计电路。因此低功耗设计成为集成电路设计的一个重要方向，贯穿于从系统设计、逻辑设计到物理设计以及工艺实现的整个集成电路设计流程。另一方面，基本运算单元的低功耗设计是低功耗设计重要的内容。比较器是数字系统的重要基本运算单元，传统的比较器消耗的功耗比较大。比较器的低功耗设计对于降低系统的功耗具有重大的意义。传统比较器大多数是并行计算的，只要有输入，所有的数据都会并行进行运算，最后得到比较结果。也就是说，输入的每一位数据都会进行运算。但是，根据概率论的知识，两个随机数进行比较，前3位就可以比较出结果的概率达到87.5％。随着位宽的增加，传统比较器有越来越多的数位进行没有必要的运算，因此消耗了很大的功耗。由此可见，现有技术存在以下的缺点与不足：

1、现有的同步比较器是并行比较器，需要对数据的每一位进行比较。对于数据位宽较大的数据比较而言，同步比较器要对所有位进行操作，使电路频繁的翻转，增加了额外的功耗。

2、同步比较器一般通过多个少数位比较器级联而成，电路单元较多，电路面积庞大。

3、一般的异步比较器是串行比较器，能由高位到低位比较数据，将比较的结果作为下一级比较的控制信号。这种比较器虽然能减少比较次数，但是最终比较结果要经过所有位的传递才能输出，对于数据位宽较大的数据比较，其有很大的延时和不低的功耗。

针对这些问题，迫切需要设计一种低功耗的比较器，从根本上减少比较运算的次数，从而降低功耗。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提出一种基于静态逻辑实现的提前终止比较器，该比较器减少了不必要的运算，降低了功耗。

本实用新型的另一目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提出一种控制基于静态逻辑实现的提前终止比较器的控制方法，该控制方法能在头三位就得出比较结果，大大节省了比较时间。

本实用新型的首要目的通过以下技术方案实现：包括至少两个两位静态比较单元和至少一个终止判断单元，所述两位静态比较单元级联，所述两位静态比较单元的级联电路与终止判断单元连接，构成多位比较器，所述两位静态比较单元级联后，每个两位静态比较单元的小于信号输出端和大于信号输出端分别与终止判断单元的小于信号输入端和大于信号输入端连接，较高位的两位静态比较单元的相等信号输出端与次高位的两位静态比较单元的相等信号输入端连接，最低位的两位静态比较单元的相等信号输出端与终止判断单元的相等信号输入端连接，所述终止判断单元输出为所述基于静态逻辑实现的提前终止比较器的大于或等于输出信号、完成信号和小于输出信号，所述两位静态比较单元的数据输入端用于输入待比较数据信号；所述每个两位静态比较单元的使能信号输入端与终止判断单元的使能信号输入端连接。

所述两位静态比较单元包括大于比较电路、小于比较电路和相等比较电路；