Polymorphic RTL Computational Elements

Polymorfní hradla, ambipolární tranzistory, polymorfní elektronika, číslicové obvody.

Koncepce polymorfní elektroniky umožňuje efektivně implementovat dvě nebo více funkcí v jednom obvodu, přičemž aktuálně zvolená funkce závisí na stavu provozního prostředí obvodu. Klíčovými součástmi takových obvodů jsou polymorfní hradla. Od zavedení polymorfní elektroniky bylo publikováno několik desítek polymorfních hradel. Velký počet z nich však vykazuje parametry, které zaostávají za v současnosti užívanou technologií CMOS. V důsledku toho je perspektiva jejich využití pro reálné aplikace poněkud problematická. Tento článek ukazuje nový přístup k polymorfní elektronice. Je založen na hradlech, jejichž chování závisí na polaritě napájení. Takový přístup umožňuje navrhovat hradla s výrazně lepšími parametry. Bylo navrženo několik sad dvoufunkčních polymorfních hradel a ověřeno pomocí simulací HSPICE. Výhody nově navržených hradel jsou demonstrovány na dvou vyšších úrovních abstrakce - dvoufunkčních RTL komponentách a aplikacích (dvoufunkční obrazové filtry). Jak navržené RTL komponenty, tak obrazové filtry se ukázaly být výrazně plošně úspornější ve srovnání s nejlepšími známými řešeními.