I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 1 7 ,   p p .   2 4 68 ~ 2 47 3   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 7 i 5 . pp 2 4 68 - 2 47 3           2468       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Curren Co m pa ri so n Do m ino   ba se d C H SK  Do m ino   Lo g ic  Techniqu e  f o r Ra pid Pr o g ress io n a nd Lo w  P o w er Al lev ia tion       J .   M ura lid ha ra n 1 P .   M a ni m eg a la i 2   De p a rte m e n t   o f   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   Ka rp a g a m   Un iv e r sit y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   9 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Mar   2 7 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u n   11 ,   2 0 1 7       T h e   p ro p o se d   d o m in o   lo g ic  is  d e v e lo p e d   w it h   th e   c o m b in a ti o n   o f   Cu rre n Co m p a riso n   Do m in o   (CCD)  lo g ic  a n d   Co n d i ti o n a Hig h   S p e e d   Ke e p e r   (CHSK)  d o m in o   lo g ic.  In   o rd e r   to   im p ro v e   th e   p e rf o r m a n c e   m e tri c li k e   p o w e r,   d e la y   a n d   n o ise   imm u n it y ,   th e   re d e sig n   o f   CHSK  is  p ro p o se d   w it h   th e   CCD.  T h e   p e r f o rm a n c e   i m p ro v e m e n is  b a se d   o n   th e   p a ra siti c   c a p a c it a n c e ,   w h ich   re d u c e o n   th e   d y n a m ic  n o d e   f o ro b u st  a n d   ra p i d   p r o c e ss   o f   th e   c ircu it .   T h e   p ro p o se d   d o m in o   l o g ic  is  d e sig n e d   w it h   k e e p e a n d   w it h o u t   k e e p e to   m e a su re   th e   p e r f o r m a n c e   m e tri c o f   th e   c ircu it .   T h e   o u tco m e s   o th e   p r o p o se d   d o m in o   l o g ic  a re   b e tt e w h e n   c o m p a re d   to   t h e   e x isti n g   d o m in o   lo g ic  c ircu it s.  T h e   sim u latio n   o f   t h e   p ro p o se d   CHSK  b a se d   o n   t h e   CCD  lo g ic   c ircu it   is  c a rried   o u in   Ca d e n c e   V irt u o so   to o l.   K ey w o r d s :   C o n d itio n a h ig h   s p ee d   k ee p er   d o m i n o   C u r r en co m p ar is o n   d o m i n o   d elay     L ea k ag c u r r en   No is i m m u n it y     P o w er   co n s u m p tio n     Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J . Mu r alid h ar an ,     Dep ar te m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,     Kar p ag a m   U n i v er s it y     E m ail:  m u r al id h ar an ae @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h C o m p le m e n tar y   Me tal  Ox id Se m ico n d u cto r   ( C MO S)  tech n o lo g y   b ec o m es  m aj o r   p ar t   in   ad v an ce d   p r o ce s s   o f   Ver y   L ar g Scale   I n te g r atio n   ( V L SI )   ap p licatio n s .   I t   in cr ea s es   th leak a g c u r r en t ,   s h o w s   i m p r o v e m en i n   s ca li n g   an d   en h an ce s   th s e n s iti v it y   w h ic h   m a k es  t h f ac to r   f l u ctu atio n s   as  b ar r ier s   o f   s ca lin g   tec h n o lo g y   in   C MO S.  As  p er   th i m p r o v e m en o f   w ir eles s   p o r tab le  s y s te m s   w it h   t h s p ee d   o f   m icr o p r o ce s s o r s   an d   le s s   b u d g et  o n   p o w er   t h V L SI  cir cu i t   is   r ap id l y   in te g r ated .   I n   th tr an s i s to r   tech n o lo g y ,   th s u p p l y   o f   p o w er   s i m u lta n e o u s l y   s ca led   d o w n   a n d   ac h ie v es  les s   co n s u m p t io n   o f   p o w er   an d   f aster .   As  w e ll  as  th t h r es h o ld   v o lta g is   le s s er   in   t h s i m ilar   p r o p o r tio n ate.     T h th r esh o ld   v o lta g s ca l in g   in   e x p o n e n tial   p r o v id es  less   i m m u n o f   n o i s an d   i m p r o v e s   t h s u b   th r esh o ld   lea k ag e   cu r r e n i n   t h tr an s is to r .   I n   th e   d y n a m ic  n o d e,   th e   d y n a m ic   c ap ac itan ce   a n d   s u p p l y   v o ltag e   o f   d o m i n o   lo g ic  r ed u ce s   t h s to r ag o f   ch ar g es.   As  p er   th s y n c h r o n ized   f ac t o r ,   th tech n o lo g y   s ca lin g   is   d ec ea s ed   b y   th s u b s tan t iall y   o f   d o m i n o   g at e   i m m u n it y   n o is e.   T h h ig h   lea k ag m a k es t h s y s te m   a s   d if f ic u lt d u to   p ar allel  p r o ce s s   o f   t h p ath   ev a lu at io n .   T h w id f a n - i n   d o m i n o   h a s   b ec o m d if f ic u lt  i f   t h er is   h i g h   i m m u n it y   o f   n o is an d   leak ag e.   I t   h ap p en s   d u to   th p ar allel  p r o ce s s   an d   th ch ar g leak a g f r o m   t h n o d o f   p r e - ch ar g e.   I n   th d y n a m ic  n o d e,   th k ee p er   tr an s is to r   is   p r e v e n ted   b y   e m p lo y i n g   t h u n d es ir ed   d is ch ar g in g   b ec a u s o f   c h ar g e   s h ar in g   a n d   leak ag c u r r en o f   p u ll  d o w n   n et w o r k .   I p r o ce s s es  d u r in g   t h p h ase  o f   ev al u atio n   an d   p r o g r ess es  th e   r o b u s tn es s   b y   u p s izi n g   b et w e en   t h n et w o r k   ev a lu atio n   a n d   tr an s i s to r .   A ls o   i e n h a n ce s   th e   d ela y   o f   t h e   cir cu it,  s h o w s   i m p r o v e m en t   i n   p o w er   co n s u m p tio n   an d   p er f o r m an ce .   T h er ef o r e,   th e   d ela y   a n d   p o w er   ar e   co n s id er ed   b y   co m p r o m is in g   th lea k ag c u r r en t,  u p s izi n g   th k ee p er   an d   n o is i m p r o v e m en t.  T h k ee p er   r atio   ( K)   is   d e f i n ed   as  th e   r ati o   o f   t h p r o d u ct  o f   elec tr o n   m o b ilit y   a n d   asp ec r at io   o f   th e   k ee p er   tr an s is to r   to   th p r o d u ct  o f   h o le  m o b ilit y   a n d   asp ec t r atio   o f   th ev a lu ati o n   n et w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       C u r r en t Co mp a r i s o n   Do min o   b a s ed   C HS K   Do min o   Lo g ic  Tech n iq u f o r   R a p id   ( J.   Mu r a lid h a r a n )   2469   =     ( )            ( )                                                                                                                                                                                                  ( 1 )       W h er e,   th tr an s i s to r   s ize  is   r ep r esen ted   as  L   an d   W ,   th m o b il it y   o f   h o le  an d   th m o b ilit y   o f   elec tr o n   is   d en o ted   as p   an d   n   r esp ec tiv el y .     T h tech n o lo g y   o f   u ltra - d ee p   s u b - m icr o m eter   is   d ev elo p ed   f o r   t h ap p licatio n   o f   w id e   f an - in   an d   i m p le m en ted   u s i n g   C C lo g i c.   T h C C lo g ic  co n ce p is   s h o w n   i n   Fi g u r 1 .   Du to   th r ep lace m e n o f   f u ll  ad d er   in s tead   o f   h alf   ad d er   is   co n s id er ed   f o r   th r ed u ctio n   o f   m u ltip lie r   o f   p o w er   leak a g e.   So ,   th er w ill  n o t   b an y   s ep ar ate  u n it  o f   f i n al  s u m m i n g .   T h m u lt ip lex er   is   i m p le m e n ted   in s tead   o f   OR   g a te.   T h is s u es  i n   th e   ex is t in g   ar th n o is i m m u n i t y ,   lea k ag c u r r en t,  p o w er   co n s u m p tio n ,   r o b u s t n ess   d eg r ad atio n   d u to   co n ten tio n   cu r r e n an d   d ela y .   Hen ce ,   th p o w er   to tal  lea k ag is   r ed u ce d   b y   th i m p le m e n tatio n   o f   C C D.   I n   th is   p ap er ,   th C HS d o m i n o   lo g ic  is   i m p le m e n ti n g   w ith   t h C C f o r   th i m p r o v e m en t   o f   n o is i m m u n it y ,   p o w er   co n s u m p tio n ,   an d   s p ee d   p r o ce s s .   T h C C is   co m b i n ed   w ith   t h C HSK  cir c u it  f o r   th co n tr o p r o ce s s   o f   th cir cu it a n d   i m p r o v e m e n t o f   n o is i m m u n it y   a n d   leak a g e.         Fig u r 1   C u r r en t Co m p ar is o n   Do m i n o   C o n ce p t       A   n e w   tec h n iq u o f   co m p ar is o n   m ir r o r   cu r r en w a s   p r o p o s e d   f o r   w id f an - i n   g ate s   w ith   lo w   lea k ag e   an d   b etter   n o is i m m u n it y .   I n   th is   tech n iq u e,   t h p ar asit ic  c ap ac itan ce   w as  d i m i n is h ed   o n   th d y n a m ic  n o d e   r esu lti n g   in   s m aller   k ee p er   to   ex ec u te  s p ee d y   an d   r o b u s tn e s s   in   cir cu it s .   So   th co n te n tio n   cu r r en an d   p o w er   co n s u m p tio n   is   r ed u ce d   w it h   d eg r ad atio n   in   d ela y .     B ec au s o f   th f o o ter   tr an s is to r   in   d io d co n f ig u r atio n   t h e   leak ag e   cu r r e n i s   d ec r ea s ed   l ea d in g   to   h i g h   n o is i m m u n i t y   [ 1 ] .   T h m i x ed   h i g h   s p ee d   d o m i n o   lo g ic  w as   d esig n ed   to   en h a n ce   th p er f o r m an ce   m etr ics.  T h C HS d o m in o   lo g ic  i s   co m b in a tio n   o f   h i g h   s p ee d   an d   co n d itio n al  k ee p er   d o m i n o   lo g ic  tec h n iq u es  d esi g n ed   w it h   m u ltip lex ,   w h ic h   y ield s   b etter   r esu lt s   co m p ar ed   to   ex is t in g   d o m i n o   lo g ic  [ 2 ] .   d o m i n o   lo g ic   tech n iq u i s   d esig n ed   to   m ee t   th e   cr itical  co n ce r n   o f   t h V L SI  er w i th   co n v e n ie n ce   an d   h ig h   m icr o elec tr o n ic  d ev ices,  p o w er   co n s u m p tio n   o f   th d ig ital  cir cu it.  T h Fil ter ed   S w itc h   Do m i n o   an d   Mu lti  D y n a m ic  No d Do m i n o   ar d esig n ed   to   m ea s u r t h p ar a m eter s   li k p o w er ,   ar ea   a n d   d elay .   Fo r   f u r t h er   i m p r o v e m en b o t h   th tech n iq u es  w er co m b i n ed   an d   r es u lt s   h a v b ee n   d elib er ate.   Mu l ti  d y n a m ic  n o d es  ar in tr o d u ce d   f o r   r ed u cin g   s w itc h in g   ac ti v it y   in   t h cir cu it  a n d   p o w er   d is s ip atio n .   T h Mu l ti  D y n a m ic  F ilter ed   S w itc h   Do m i n o   r esu lt  s h o w s   h ig h   p er f o r m a n ce   i n   th tr ad e - o f f   p ar a m eter s   w h e n   co m p a r ed   to   th e   ex is ti n g   d o m i n o   lo g ic  s y s te m s   [ 3 ] .   T h d o m i n o   lo g ic  cir cu i d esi g n   tec h n iq u e s   ar s u i tab le  f o r   h ig h l y   p er f o r m i n g   cir cu its   f o r   its   h ig h er   s p ee d   an d   u n iq u en e s s   o f   ar ea   in   co m p ar is o n   w it h   Static  C MO C ir cu it s .   Stack ed   tr an s i s to r   d u al   th r e s h o ld   v o lt ag tec h n i q u e   ab ates  t h e   s u b   th r es h o ld   leak a g e   cu r r en w h i ch   i n   r e s u l p o w er   co n s u m p tio n   also   r ed u ce d   s i g n i f ica n tl y .   T h s leep   s w i tch   d u al  th r e s h o ld   v o lta g tec h n iq u s h o w s   b etter   r ed u ctio n   in   p o w er ,   i m p r o v e m en in   d ela y   a n d   r ed u ctio n   in   ar ea   in   co n tr ast  w it h   s ta n d a r d   d u al - Vth   d o m i n o   lo g ic.   T h h i g h   s p ee d   d o m i n o   lo g ic  cir c u it  s h o w s   ex ce l len t   r ed u ctio n   i n   p o w er ,   e n h an ce m en i n   p r o p ag atio n   d elay   an d   p o w er   d ela y   p r o d u ct  w a s   i m p r o v ed   s i g n if ica n t l y .   T h co n d itio n a k ee p er   d o m in o   lo g ic  cir c u it   i m p r o v es  s p ee d   an d   also   m ain t ai n s   t h n o i s i m m u n it y .   T h d io d f o o ted   d o m i n o   l o g ic  i m p r o v es  t h e   r o b u s tn es s   w h e n   co m p ar ed   to   s tan d ar d   f o o tles s   d o m i n o   an d   co n d itio n al  k ee p er   d o m in o   u n d er   th s a m d ela y   [ 4 ] ,   [ 1 8 ] .     T h d o m i n o   lo g ic   cir cu i ts   ar e   ap p lied   in   m o d er n   d ig i tal  V L SI  cir c u it s   b e ca u s o f   its   d esig n   co s t   i s   lo w ,   i m p le m en tatio n   is   s i m p le  an d   o u tco m a f f o r d s   b ett er   p er f o r m a n ce .   Ge n er all y   d o m in o   lo g ic  g ates   co n s u m h i g h   d y n a m ic  s w itch in g   ac ti v it y   an d   lea k a g p o w e r   b u ex h ib its   lo w   n o is i m m u n it y   i n   co m p ar is o n   w it h   s tatic  C MO [ 5 ] .   T h e   d o m i n o   lo g ic  cir cu its   ar w id el y   u s ed   in   d i g ital  d es ig n   ap p licatio n s   f o r   its   p o w er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   201 7   :   24 68     2 4 7 3   2470   ef f icien c y .   T h id ea   o f   th n e w l y   d esi g n ed   tec h n iq u is   t o   co n s u m les s   p o w er   an d   to   o v er co m co n f lict  p r o b lem ,   w h ic h   r es u lt s   i n   r ed u ce d   p o w er   d i s s ip atio n   an d   o f f er s   h i g h   n o is e   i m m u n it y .   T h o u tco m es   o f   th e   p r o p o s ed   d esig n   s h o w s   lo w   p o w er   co n s u m p tio n   a n d   cir cu it s p ee d   is   in cr ea s ed   s ig n i f ica n tl y   [ 6 ] .     T h d y n a m ic  g ate s   h a v th d r a w b ac k   o f   lo w   n o is m ar g i n   in   co m p ar is o n   w it h   s ta n d ar d   s tatic  lo g ic   g ates.  T h p r o b le m   ca n   b r e s o lv ed   b y   i n tr o d u cin g   P MO S   k ee p er   tr an s is to r   in   t h p u l u p   n e t w o r k   w h ic h   b alan ce s   t h e   s u b   t h r esh o ld   c u r r en o f   p u ll   d o w n   N MO S   n et w o r k .   A   c u r r en t   co m p ar is o n   b ased   d o m i n o   lo g ic   cir cu it  w a s   d esi g n ed   to   tr ac k   t h t h r es h o ld   v o lta g v ar iatio n   u s in g   s i n g le   cu r r e n m ir r o r   in   th d y n a m ic   n o d e.   T h p ar asit ic  ca p ac itan ce   also   r ed u ce d   s i g n i f ican t l y   o n   th e   d y n a m ic  n o d [ 7 ] .   I n   e n er g y   ef f icien c y   an d   h i g h   s p ee d   o p er ati o n   cir cu it  d esig n   d y n a m ic  lo g ic  s t y les  h av b ee n   u tili ze d   b ec au s o f   it s   u s a g o f   tr an s is to r s   co u n is   le s s   an d   s p ee d y   co m p ar in g   to   C MO lo g ic  cir c u its .   Du to   its   less   n o is to ler an d o m in o   lo g ic  s t y les   ar n o ex te n s iv e l y   u s ed   in   all  k i n d   o f   cir cu it   d esi g n   [ 8 ] .   T h d y n a m ic  p o w er   an d   a b s tain i n g   r eliab ilit y   p r o b lem s   w ill  b r ed u ce d   w h e n   th p o w er   s u p p l y   v o lta g w as  tr i m m ed   d o w n .     T h co n s u m p tio n   o f   p o w er   i n   h ig h l y   p er f o r m i n g   cir cu it s   h a s   cli m b ed   to   th le v el  w h er it  en f o r ce s   t h m o s i m p o r ta n li m itatio n   to   th e   r is in g   p er f o r m a n ce   a n d   f u n c t io n alit y .   T h f o r e m o s f ac to r   in   C MO tec h n o lo g y   b ased   d esig n   is   d y n a m i s w itc h in g   p o w er   w h ic h   ca n   b r ed u ce d   b y   r ed u cin g   t h s u p p ly   v o ltag [ 1 3   -   1 4 ] .   I f   th s u p p l y   v o ltag i s   r ed u ce d   th e n   it   au to m atica ll y   r ed u ce d   t h tr an s is to r   c u r r en w h ic h   a f f ec ts   t h s p ee d   o f   t h cir c u it.  T h e   th r es h o ld   v o lta g es   ar s ca led   d o w n   s o   t h at  it   w i ll  co m p e n s ate  th e   s p ee d   o f   th e   cir cu i wh ich   w as   a f f ec te d   b ec au s o f   lo w er i n g   th s u p p ly   v o ltag e.   I also   h elp s   to   m ai n tai n   th d y n a m ic  p o w er   co n s u m p tio n   w it h   s u f f icie n lev e w it h o u a f f ec ti n g   t h p er f o r m a n ce   o f   t h cir c u it.  A s   r es u lt  o f   th r e s h o ld   v o ltag r ed u ctio n   th e   s u b   th r e s h o ld   leak a g c u r r en s tar ts   i n cr ea s i n g   e x p o n en tiall y   [ 15 ] [ 17 ].     n e w   d esi g n   tec h n iq u i s   p r o p o s ed   f o r   lo w   lea k a g a n d   n o is e   i m m u n f o r   w id f a n - in   d o m in o   cir cu its .   T h p r o p o s ed   d esig n   tech n iq u u til izes  th e   p u ll   d o w n   n et w o r k s   co m p ar is o n   a n d   d if f er en ce   b et w ee n   th s w itc h i n g   cu r r en o f   th e   ON  tr an s is to r   a n d   lea k ag e   cu r r en o f   OFF   tr an s is to r   to   h a v co n tr o o v er   th e   P MO k ee p er   tr an s is to r .   T h r esu lts   r ed u ce   t h co n f lict  b et w ee n   p u ll  d o w n   n et w o r k   a n d   k ee p er   tr an s is to r .   T h p er f o r m a n ce   o f   th e   cu r r e n m ir r o r   is   e n h a n ce d   d u to   th u s a g o f   s tac k i n g   ef f ec t   w h ic h   r ed u ce s   t h e   leak ag e   cu r r e n [ 2 0   -   2 1 ] .   T h C MO d o m i n o   cir cu it  i s   d es ig n ed   w it h   s in g le   clo ck   ed g to   tu r n   o n   all  t h e   g ates  i n   th cir cu it s   at  o n ce   w h ich   i n v o lv th d y n a m ic  g ate s   in   it.  B ec au s o f   th i s   co m p le x   clo ck i n g   s c h e m e   is   av o id ed   an d   co m p lete  in h er en s p ee d   o f   th d y n a m ic  g ate   is   u til ized .   So   th is   m ak e s   th p r o p o s ed   d esig n   is   s ig n i f ica n t in   w h ic h   g a tes ar co m p le x   an d   h av h i g h   f a n - o u t [ 22 ] [ 23 ].       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     I n   t h is   s ec tio n ,   th e   d esi g n   a n d   i m p le m e n tatio n   o f   p r o p o s ed   lo g ic  w i th   an d   w ith o u k ee p er   ar ex p lain ed   w it h   its   p r o ce s s .   He r e,   th d esig n   o f   th lo g ic  i s   ca r r ied   o u w ith   t h co m b i n atio n   o f   C C lo g ic  a n d   C HSK  d o m in o   lo g ic.   T h p r o p o s ed   cir cu it  is   d esi g n ed   an d   i m p le m e n ted   to   ex h ib it  t h b et ter   i m p r o v e m e n i n   ter m s   o f   p o w er   co n s u m p tio n ,   f aster   an d   l es s   i m m u n i t y   o f   n o is e.   I n   o r d e r   to   o v er co m th e   ex is ti n g   i s s u es,  th e   p r o p o s ed   cir cu it  is   d es ig n ed   b y   co m b i n in g   t h C HSK   i n   co m p a n y   w it h   C C a n d   m o r tr an s is to r s   ar co n n ec ted   in   s er ies.  T h f lo w   o f   in p u t te r m i n al  to   th o u tp u ter m i n al  is   co n s id er ed   in   ev a l u atio n   p h ase.   T h C HSK   d o m i n o   lo g ic   an d   C C D   lo g ic   ar co m b i n ed   a n d   t h p r o ce s s   i s   co n s id er ed   as  p er   th e   lo g ic,   in   w h ich   th e   C H SK  i s   b ased   o n   th C C lo g ic.   T h co n tr o f lo w   o f   t h cir c u it  a n d   th e   r ed u ctio n   o f   n o is i m m u n it y   r ed u ctio n   ar i m p r o v ed   b y   i m p le m e n ti n g   th C C i n   t h C H SK.  A cc o r d in g   to   t h lar g s ize   o f   d y n a m ic  n o d ca p ac ita n c th s p ee d   is   d ec r ea s ed   d r a m atica ll y .   T h h ig h   s p ee d   d o m i n o   lo g ic  an d   co n d itio n al  k ee p er   d o m in o   lo g ic  h as  b ee n   co m b i n to g eth e r   to   o b tain   th e   lo g ic  c ir cu it   o f   C HS K.   I n   C HS K th MU X   f u n ctio n   is   u s ed   as  r ep lace m e n f o r   o f   O R   lo g ic   g ate.   T h r esu lts   p r o d u ce   b et ter   n o is i m m u n it y   an d   th r ap id   p r o ce s s   w as a c h i ev ed .   Fig u r e   2   s h o w s   t h p r o p o s ed   cir cu it sch e m at ic  d iag r a m .           F ig u re   2   S c h e m a ti c   Dia g ra m   o f   CCD b a se d   CHSK  w it h   Ke e p e r   F ig u re   3   S c h e m a ti c   Dia g ra m   o f   CCD b a se d   CHSK  w it h o u Ke e p e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       C u r r en t Co mp a r i s o n   Do min o   b a s ed   C HS K   Do min o   Lo g ic  Tech n iq u f o r   R a p id   ( J.   Mu r a lid h a r a n )   2471   Fig u r 2   s h o w s   t h s ch e m atic   d iag r a m   o f   t h C C D   b ased   C HSK   w it h   Kee p er   an d   F ig u r 3   s h o ws   th s c h e m atic  d ia g r a m   o f   t h C C D   b ased   C H SK  w i th o u K ee p er .   I n   th e v al u atio n   p h ase ,   th as s u m p tio n   o f   clo ck   s ig n al  is   co n s id er ed   if   th n o d is   lo w ,   th e n   it  is   s a id   to   b in   s tan d b y   m o d e.   D u r in g   th p r ec h ar g m o d e,   t h P MO tr an s is to r   w i ll  tu r n   o f f   d u to   s w ap p in g   o f   clo ck   s i g n al  f r o m   lo w   to   h i g h .   B y   t u r n i n g   o f f   t h e   P MO tr an s is to r   th s o u r ce   v o ltag w i ll  g e d ec r ea s ed .   A l s o ,   th s u b   th r e s h o ld   o f   c u r r en lea k ag w i ll   d ec r ea s b y   m ea n s   o f   t h s ta ck in g   e f f ec ts   a n d   th s o u r ce   v o ltag o f   g ate  w i ll  d ec r ea s if   t h d ir ec cu r r en t   v o ltag e   is   i n cr ea s ed .   I n   C C D   lo g ic,   t h e   tr a n s i s to r   o f   k ee p er   is   u p s ized   a n d   i m p r o v es   th e   r o b u s tn e s s   o f   n o is e,   d elay   a n d   p o w er   co n s u m p tio n   d u to   lar g c o n f lict.  I n   o r d er   to   o v er co m t h is   is s u e,   t h f u n ct io n   o f   lo g ic  is   i m p le m en ted   an d   t h tr an s i s to r   s ep ar ated   th f u n ctio n s ,   t h en   it  co m p ar es  w it h   th lea k ag o f   cu r r en in   w o r s t   ca s e.   I n   o r d er   to   d ec r ea s th co n s u m p tio n   o f   p o w er   t h r ef er en ce   c u r r en i s   ad d ed   w i th   t h tr a n s i s to r   in   s er ies d u r i n g   t h v o lta g f all  t o   g r o u n d .   T h en   t h r ef er e n ce   v o lta g g e n er atin g   is   an o t h er   is s u w h ic h   v ar ies   th e   c u r r en r e f er en ce   as  p er   t h f lo w   o f   cir cu it  i n   o r d er   to   p r eser v t h cir cu it  r o b u s t n es s .   T h ef f ec ts   o n   t h r es h o ld   v o lta g w il a f f ec t h g ate   s p ee d ,   n o is i m m u n it y   a n d   th p o w er   co n s u m p t io n   ac co r d in g l y .   I n   th p r d is ch ar g p h ase  o f   th p r o p o s e d   cir cu it,  t h clo ck   v o lta g a n d   th i n p u s i g n a is   in   th lev el   o f   lo w   a n d   h i g h   r esp ec ti v el y .   T h d y n a m ic  n o d e   an d   v o lta g f al len   to   t h le v el   o f   lo w   b y   th d i s ch ar g m o d o f   tr an s is to r   an d   r is to   h ig h   b y   t h p r e - c h ar g e   m o d e.   T h er ef o r e,   th tr a n s i s to r   w ill  b o n   a n d   o f f   ac co r d in g   to   th f lo w   o f   t h cir cu it  to   p r o v id o u tp u t.  Her e,   th in v er ter   o u tp u w ill r aised   th o u tp u t v o lta g to   th le v el  o f   h i g h .   I n   th e v al u atio n   p h ase  o f   p r o p o s ed   cir cu it,  th v o ltag clo c k   w ill  b h ig h   a n d   th i n p u will  b lo w .   Her e,   th d i s ch ar g an d   th p r e - ch ar g w i ll  b in   o f f   m o d an d   r em ai n i n g   w i ll  b in   o n   m o d e.   A l s o ,   th e   tr an s i s to r   k ee p er   ca n   b o f f   a n d   o n   ac co r d in g   to   th v o ltag o f   in p u t.  So   t h s tate s   o cc u r r ed   ar as  s tate  th at   r e m ain s   t h i n p u s ig n al  at   h i g h   lev e a n d   an o t h er   is   at  lea s o n i n p u t   w ill   b i n   t h le v el   o f   lo w .   D u r i n g   t h h ig h   le v el,   th v o lta g is   r ec o g n ized   ac r o s s   tr an s is to r   b ec au s o f   cu r r en leak a g an d   also   it  is   m ir r o r ed   b y   th e   n ex tr a n s i s to r .   I f   th k ee p er   is   in   an o th er   s ta g th e n   it  r e m u n er ated   th cu r r en t   lea k ag e m u lated .   So   th at,   th e   m ir r o r   r atio   is   in cr ea s es  th s p ee d   b ec au s o f   th cu r r en co p ied   h ig h er   at  th d eg r ad atio n   ex p en s o f   n o is e   i m m u n it y .       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     I n   th is   s ec tio n ,   t h p r o p o s ed   d o m in o   lo g ic  tec h n iq u s i m u lat io n   r esu lts   a n d   an a l y s is   o f   p er f o r m a n c e   m etr ics   ar ca r r ied   o u w i th   t h co m p ar is o n   o f   e x i s tin g   d o m in o   lo g ic   tec h n iq u es.  T h p r o p o s ed   d o m i n o   lo g ic   tech n iq u c ir cu it   an al y s is   is   s i m u lated   a o p er atin g   v o ltag o f   0 . 7   Vo lts .   T h p r o p o s ed   cir cu it s   g ar b ag e   in p u t/o u tp u t   is   co n s u m m a te  u s in g   t h v ir tu o s o   to o l o f   t h ca d en ce   an d   t h o u tp u t s   ar s i m u lated .   T h an al y s i s   o f   p r o p o s ed   d o m in o   lo g ic  s h o w s   th i m p r o v e m en i n   t h r ed u ctio n   o f   p o w er   co n s u m p tio n   an d   n o is e   i m m u n it y .   Als o ,   t h o p er atio n   m o d a n d   lo g ic   cir cu it c o m p a r is o n   w i th   ex is ti n g   s y s te m   i s   d ef i n ed   to   p r o v t h e   ef f icien c y   a n d   b etter   p er f o r m an ce .   T h p er f o r m an ce   m e tr ics  co m p ar is o n   w as   ca r r ied   o u w it h   p r o p o s ed   d o m i n o   lo g ic   an d   d i f f er e n t y p es  o f   ex is ti n g   d o m i n o   lo g ic  a n d   th v al u es  w er ill u s tr ated .   T ab le  1   s h o w s   t h e   co m p ar is o n   o f   v ar io u s   d o m i n o   lo g ic  cir cu it s   w it h   th p r o p o s ed   d o m in o   lo g ic.     T ab le  1   C o m p ar is o n   o f   Var io u s   Do m i n o   L o g ic  C ir c u its   w i th   th p r o p o s ed   d o m i n o   lo g ic     D o mi n o   C i r c u i t   N o   o f   T r a n si st o r s   P o w e r   ( μw )   D e l a y   ( n s)   U N G   ( v )   P D P   ( μw * n s) * 1 0 - 3   S t a n d a r d   f o o t l e ss   36   2 8 6 . 4 1   2 7 . 8   0 . 2 6 2 5   7 . 9 6   F S D   42   4 8 . 2 5   7 8 . 0 3   0 . 5 2 9 3   3 . 5 3   M D N D   46   52   7 7 . 5 4   0 . 4 6 2 5   4 . 4 9 7   M D F S D   46   89   7 9 . 0 2   0 . 4 2 5 9   7 . 0 3 2   H S   D o mi n o   42   5 1 8 . 8 9   2 7 . 5 9   0 . 2 6 1 9   1 4 . 3 1 8   C o n d i t i o n a l   k e e p e r   47   5 4 0 . 6 7   3 1 . 7 2   0 . 2 7 7 3   1 7 . 1 5 3   P r o p o se d   H S   D o mi n o   10   3 3 5 . 4 2   5   0 . 3 9 1 1   1 . 6 7 7   P r o p o se d   C K   D o mi n o   16   2 1 7 . 7 1   12   0 . 5 2 9 3   2 . 6 1 2   C H S K   w i t h   K e e p e r   23   5 1 1 . 4 3   1 9 . 6 3   0 . 2 5 2 6   1 0 . 0 3 9   C H S K   w i t h o u t   K e e p e r   19   5 1 0 . 1   1 9 . 9 3   0 . 2 7 1 9   1 0 . 1 6 6   C H S K     C C D   w i t h   K e e p e r   17   2 3 4 . 8 6   1 3 . 8 5   0 . 2 1 3 5   8 . 3 4   C H S K     C C D   w i t h o u t   K e e p e r   17   2 2 8 . 5 4   1 2 . 0 5   0 . 2 0 1 5   8 . 5 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   5 Octo b er   201 7   :   24 68     2 4 7 3   2472     T h r esu lts   o b tain ed   f r o m   th p r o p o s ed   cir cu its   h av b ee n   ta b u lated   an d   co m p ar ed   w it h   t h ex is ti n g   cir cu its   a n d   it s   g r ap h ical  r ep r esen tat io n   h as  b ee n   p lo tted .   T h p er f o r m a n ce   m etr ics  lik e   T r an s is to r   C o u n t ,   o w er ,   Dela y   a n d   U n it y   No is e   Gain   ar in cl u d ed   f o r   t h p er f o r m a n ce   m ea s u r e m en t.   Fi g .   5   s h o w s   t h g r ap h ical   r ep r esen tatio n   o f   t h d o m i n o   lo g ic  s t y les a n d   tr an s i s to r   co u n t.           Fig u r 5 .   Do m in o   L o g ic  S t y le  Vs T r an s is to r   C o u n t   Fig u r e   6 .   Do m in o   L o g ic  S t y le  Vs P o w er           Fig u r e   7 .   Do m in o   L o g ic  S t y le  Vs De la y   Fig u r e   8 .   Do m in o   L o g ic  S t y le  Vs Un i t y   No i s Gain       4.   CO NCLU SI O N     I n   t h is   p ap er ,   n e w   cir cu it   te ch n iq u o f   C HSK     C C D   lo g ic  is   p r o p o s ed   to   p r o v id b etter   r o b u s t,  r ed u ce d   d ela y ,   e n h a n ce d   p o wer   co n s u m p tio n   a n d   u n it y   n o is g ain .   T h i n ten o f   t h cir c u it  is   to   attai n   a   les s   leak ag e   cu r r e n t a n d   les s   p o w e r   co n s u m p tio n .   T h r ed u ctio n   in   d ela y   a n d   p o w er   co n s u m p ti o n   is   ca r r ied   o u t b y   co m b i n i n g   C HSK  a n d   C C D   l o g ic.   T h s i m u latio n   r esu lts   o f   t h p r o p o s ed   d o m i n o   lo g i cir cu it  s h o w s   t h e   an a l y s is   o f   p er f o r m a n ce   m etr i cs  li k P o w er ,   De la y ,   T r an s i s t o r   C o u n t,  P o w er   Dela y   P r o d u ct  an d   U n it y   No is e   Gain .   Fro m   t h a n al y s is   o f   t h p r o p o s ed   cir cu it  r aises   t h cir cu it  e f f icie n c y   w it h   t h r ed u ctio n   i n   n o is e   i m m u n it y   a n d   p o w er   co n s u m p tio n   co m p ar in g   w it h   ex is ti n g   t ec h n iq u es.       RE F E R E NC E S     [1 ]   A li   P e irav A n d   M o h a m m a d   A s y a e ,   Cu rre n t - Co m p a riso n - B a se d   Do m in o Ne w   L o w - Lea k a g e   Hig h - S p e e d   Do m in o   Circu it   F o W id e   F a n - In   G a t e s,  IEE T r a n sa c ti o n On   V e r y   L a rg e   S c a le   In teg ra ti o n   (V L S I)  S y st e m s,  V o l.   2 1   ( 2 0 1 3 ) ,   9 3 4 - 9 4 3 .   [2 ]   J.M u ra li d h a ra n   a n d   P . M a n im e g a lai,   Co n c e p tu a Im p ro v isa ti o n   o n   L o w   P o w e M it ig a ti o n   f o Do m in o   L o g ic   S y st e m s Us in g   CHSK  Do m in o   L o g ic,  In d ian   Jo u rn a o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   V o l .   9   (2 0 1 6 ),   1 - 8.   [3 ]   J.M u ra li d h a ra n   a n d   P . M a n im e g a l a i,   A n   In teg ra t e d   S w it c h in g   T e c h n iq u e   f o M in im izin g   P o w e Co n su m p ti o n   Us in g   M DFS in   Do m in o   L o g ic  S y ste m ,   In tern a ti o n a Jo u r n a o f   A p p li e d   En g in e e rin g   Re se a rc h ,   V o l.   1 1   (2 0 1 6 ) ,   2 2 9 8 - 2 3 0 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       C u r r en t Co mp a r i s o n   Do min o   b a s ed   C HS K   Do min o   Lo g ic  Tech n iq u f o r   R a p id   ( J.   Mu r a lid h a r a n )   2473   [4 ]   J.M u ra li d h a ra n   a n d   P . M a n im e g a l a i,   L it e ra tu re   S u rv e y   a n d   In v e stig a ti o n   o f   V a rio u Hig h   P e rf o rm a n c e   Do m in o   L o g ic Ci rc u it s,  A RP N Jo u r n a o f   En g in e e rin g   a n d   A p p li e d   S c ien c e s,  Vo l.   1 1   (2 0 1 6 ),   3 4 5 6   t o   3 4 6 4 .   [5 ]   A . M a h e sh ,   P .   Ra m a   Krish n a ,   A n   Eff ici e n L o w   P o w e o f   N e w   Cu rre n Co m p a riso n   Ba se d   Do m in o   L o g ic In tern a ti o n a Jo u rn a o f   Re se a rc h   &   De v e lo p m e n in   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   V o l.   1   (2 0 1 5 ),   2 6 - 3 1 .   [6 ]   Ya lag a n d a   M e rli n ,   M in c h u la V in o d h   Ku m a r,   Hig h - P e rf o rm a n c e   o f   Do m in o   L o g ic  Circu it   f o W id e   F a n - In   G a tes   Us in g   M e n to G ra p h ics   T o o ls ,     I OSR  Jo u r n a o f   V L S a n d   S ig n a P r o c e ss in g ,   Vo l.   5   ( 2 0 1 5 ) ,   0 6 - 1 5 .   [7 ]   K.Ra j a sri,   S . Ka lp a n a ,   De sig n   o f   M u lt o u t p u Hig h   S p e e d   A d d e Us in g   Do m in o   Circu it ,   In tern a ti o n a Jo u rn a f o Re se a rc h   in   A p p li e d   S c ien c e   &   E n g in e e rin g   T e c h n o lo g y ,   V o l.   3   ( 2 0 1 5 ),   5 3 - 59.   [8 ]   S h il p a   S h a rm a , Er.   M a n ish   Ka n sa l,   En e rg y   Eff i c ien a n d   Hig h   S p e e d   Do m in o   L o g ic  Circu it   De sig n   T e c h n iq u e s:A n   Ov e rv i e w ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   En g in e e rin g   Re se a rc h   a n d   G e n e ra S c ien c e ,   Vo l.   3   ( 2 0 1 5 ),   8 3 0 - 8 3 3 .   [9 ]   K.V e n k a ta  L a x m i,   B. Lak sh m i,   L o w   P o w e Cu rre n Co m p a riso n   Do m in o   L o g ic  F o W id e   F a n   I n   G a tes ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   V L S a n d   Em b e d d e d   S y ste m s,  V o l.   5   (2 0 1 4 ),   1 2 0 9 - 1 2 1 5 .   [1 0 ]   K.V e n k a tala x m i,   B. Lak sh m i,   P o w e E ff icie n a n d   No ise   I m m u n e   Do m in o   L o g ic  f o W id e   F a n   in   G a te s ,   In tern a ti o n a Jo u r n a o f   A d v a n c e d   Re se a rc h   in   El e c tri c a l,   El e c tro n ics   a n d   In str u m e n tatio n   En g in e e rin g ,   V o l.   3   (2 0 1 4 ),   1 2 6 9 2 - 1 2 6 9 9 .   [1 1 ]   G u rjee K a u r,   G u r m o h a n   S in g h ,   A n a l y si o L o P o w e CM OS  Cu rre n Co m p a riso n   Do m in o   L o g ic  Circu it in   Ultra De e p   S u b m icro n   T e c h n o l o g ies In tern a ti o n a J o u r n a o f   Co m p u ter A p p li c a ti o n s,  Vo l.   8 8   (2 0 1 4 ),   4 4 - 4 9 .   [1 2 ]   V ij a y   S in g h   Ra th o r,   S a u ra b h   Kh a n d e lw a l,   S h y a m Ak a sh e ,   Do m in o   L o g ic  T o p o lo g ies   o f   OR   G a te   w it h   V a riab le   T h re sh o ld   V o lt a g e   Ke e p e r IOSR  Jo u rn a o f   V L S a n d   S ig n a P ro c e ss in g ,   Vo l.   4   ( 2 0 1 4 ),   1 6 - 2 2 .   [1 3 ]   V ij a y   S in g h   Ra th o r,   S a u ra b h   Kh a n d e lw a l,   S h y a m Ak a sh e ,   Do m in o   L o g ic  T o p o lo g ies   o f   OR   G a te   w it h   V a riab le   T h re sh o ld   V o lt a g e   Ke e p e r IOSR  Jo u rn a o f   V L S a n d   S ig n a P ro c e ss in g ,   Vo l.   4   ( 2 0 1 4 ),   1 6 - 2 2 .   [1 4 ]   P . Ka rth ik e y a n z ,   N.S a ra v a n a n ,   P o w e Op ti m iza ti o n   in   Do m in o   Circu it u sin g   S tac k e d   T ra n sisto rs,  In tern a ti o n a l   Jo u rn a Of   En g in e e rin g   S c ien c e s &   Re se a rc h   T e c h n o lo g y ,   (2 0 1 4 ) .   [1 5 ]   A . K.  P a n d e y ,   R. A .   M ish ra   a n d   R. K.  Na g a ria,  Ne w   No ise   T o lera n Do m in o   L o g ic  Circu it s ,   W o rld   Ap p li e d   S c ien c e s   Jo u rn a l,   V o l.   2 7   (2 0 1 3 ) .   [1 6 ]   R. Na v e e n ,   K.T h a n u sh k k o d i,   C. S a ra n y a ,   Lea k a g e   P o w e Re d u c ti o n   I n   W a ll a c e   T re e   M u lt ip li e Us in g   Cu rre n t   Co m p a riso n   Ba se d   Do m in o   L o g ic  F u ll   A d d e rs,  Jo u rn a o f   T h e o re ti c a a n d   A p p li e d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y ,   V o l.   5 5   ( 2 0 1 3 ) .   [1 7 ]   N.  S rin iv a sa   G u p ta,  M .   S a ty a n a r a y a n a ,   A   No v e Do m in o   L o g ic  fo A rit h m e ti c   Circu it s,  In tern a ti o n a Jo u rn a o f   In n o v a ti v e   Tec h n o lo g y   a n d   Ex p lo rin g   En g in e e rin g ,   Vo l.   3   ( 2 0 1 3 ) .   [1 8 ]   H.  M a h m o o d a n d   K.  Ro y ,   Dio d e - f o o ted   d o m in o A   lea k a g e - to lera n h ig h   f a n - in   d y n a m ic  c ircu it   d e sig n   st y le,   IEE T ra n sa c ti o n   o n   C ircu it s S y ste m   I,   V o l.   5 1   (2 0 0 4 ),   4 9 5 - 5 0 3 .   [1 9 ]   A .   P e irav a n d   M .   A s y a e i,   Ro b u st  lo w   lea k a g e   c o n tro ll e d   k e e p e b y   c u rre n t - c o m p a riso n   d o m in o   f o w id e   f a n - in   g a tes ,   in teg ra ti o n ,   V L S J. ,   V o l.   4 5   (2 0 1 2 ),   2 2 - 3 2 .   [2 0 ]   Y.  L ih   ,   N.  Tza rtza n is  a n d   W .   W .   W a lk e r,   lea k a g e   c u rre n re p li c a   k e e p e f o d y n a m ic  c ircu it s,  IEE J.  S o li d - S tate   Circu it s ,   Vo l.   4 2 ,   (2 0 0 7 ),   4 8 - 55.   [2 1 ]   S a n to sh   Ku m a r,   F a ra n   M   D,  Di o d e   c o n n e c ted   lea k a g e   c u rre n re p li c a   a   lo w   p o w e d o m in o   lo g ic  f o w id e   f a n - in   c ircu it s,  Jo u rn a o f   El e c tri c a l,   El e c tro n ics   a n d   Co m p u ter Res e a rc h   &   De v e lo p m e n t,   Vo l.   2 ,   2 1 - 2 6 .   [2 2 ]   Kra m b e c k   H,  L e e   M ,   L a w H ,   Hig h - sp e e d   c o m p a c c ircu it w it h   CM OS,   IEE T ra n sa c ti o n s o n   J o u r n a o f   S o li d   S tate   Circu it s,  Vo l.   1 7   (1 9 8 2 ),   6 1 4 6 1 9 .   [2 3 ]   M .   H.  A n is  ,   M .   W .   A ll a m   a n d   M .   I.   El m a sr y ,   En e rg y - e ff icie n t   n o ise - to lera n d y n a m ic  st y l e fo sc a led - d o w n   CM OS  a n d   M T CM OS  tec h n o lo g i e s,   IEE T ra n s.  V e ry   L a r g e   S c a le   S y st. ,   V o l.   1 0   (2 0 0 2 ),   7 1 - 7 8 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.