BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH THIẾT KẾ VÀ SO SÁNH MẠCH CỘNG 16 BIT SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG ỐNG GVHD: TS. VÕ MINH HUÂN SVTH: HUỲNH THỊ KIM CHI MSSV: 11119159 SKL 0 0 3 9 5 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀ O TẠO CHẤT LƢỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ SO SÁNH MẠCH CỘNG 16 BIT SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐƢỜNG ỐNG SVTH : HUỲNH THỊ KIM CHI MSSV: 11119159 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Máy tính GVHD: TS. VÕ MINH HUÂN Tp.
Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 năm 2015 do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ----***---- Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Huỳnh Thị Kim Chi MSSV: 11119159 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính Lớp: 11119CL1 Giảng viên hướng dẫn: TS. Võ Minh Huân ĐT: 0909437522 Ngày nhận đề tài: 16/03/2015 Ngày nộp đề tài: 20/07/2015 1. Tên đề tài: Thiết kế và so sánh mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đƣờng ống 2.
Các số liệu, tài liệu ban đầu: Không có. Nội dung thực hiện đề tài: Thiết kế mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đường ống và so sánh kết quả với mạch cộng CLA. Sản phẩm: Mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đường ống và kết quả so sánh. TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ----***---- PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Thị Kim Chi MSSV: 11119159 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính Tên đề tài: Thiết kế và so sánh mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đƣờng ống Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS.
Võ Minh Huân NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:.
Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Thị Kim Chi MSSV: 11119159 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính Tên đề tài: Thiết kế và so sánh mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đƣờng ống Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:.
Hồ Chí Minh, ngày thángnăm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) do an ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT Tên đề tài :Thiết kế và so sánh mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đường ống Giáo viên hƣớng dẫn : TS.Võ Minh Huân Thời gian thực hiện : 18 tuần Sinh viên thực hiện : Huỳnh Thị Kim Chi Loại đề tài : Nghiên cứu (giải pháp,kỹ thuật) và mô phỏng trên máy tính STT Công việc Thời gian thực hiện 1 Tìm hiểu và cài đặt phần mềm Cadence trên hệ điều 3 tuần (16/3 5/4) hành Linux 2 Thiết kế và mô phỏng cổng Inverter, AND, OR, 3 tuần (6/4 26/4) NAND trên phần mềm Cadence 3 Tìm hiểu mạch cộng 16 bit, kỹ thuật đường ống và 3 tuần (4/5 24/5) mạch cộng Carry Look-Ahead 4 Thiết kế mạch cộng 1 bit, 4 bit, mạch cộng 16 bit sử 4 tuần (25/5 21/6) dụng kỹ thuật đường ống và mạch cộng Carry Look- Ahead. 5 Mô phỏng, lấy các thông số trong mạch và so sánh 2 tuần (22/6 5/7) 6 Viết báo cáo 2 tuần (6/7 19/7) 7 Kiểm tra tổng thể đề tài 1 tuần (14/7 19/7) Nội dung công việc : 1. Tìm hiểu và cài đặt phần mềm Cadence trên hệ điều hành Linux 1. Tìm hiểu phần mềm Cadence 1.
Cài đặt Cadence trên hệ điều hành Linux trong môi trường máy ảo Vmware 1. Chạy chương trình và khắc phục các lỗi nếu có 1. Tiến hành bổ sung thư viện và model cho phần mềm 2. Tìm hiểu kỹ thuật đƣờng ống 2.
Thiết kế và mô phỏng cổng Inverter trên phần mềm Cadence 3. Phƣơng pháp thiết kế mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đƣờng ống 5. Mô phỏng và lấy các thông số trong mạch 5. Lấy các thông số và so sánh.
Kiểm tra tổng thể đề tài Xác nhận của GVHD Ngày 20 tháng 7 năm 2015 SVTH Huỳnh Thị Kim Chi do an TIẾN ĐỘ DỰ KIẾN STT Tuần/ngày Nội dung 1. Tuần 1, 2 Tìm hiểu phần mềm Cadence (16/3 29/3) Lịch sử hình thành Các sản phẩm Gói mô phỏng Cadence Virtuoso Analog Design Environment 2. Tuần 3 Cài đặt phần mềm Cadence trên hệ điều hành Linux (30/3 5/4) Sử dụng hệ điều hành RedHat cài trên máy ảo Vmware Các gói cài đặt Cadence 3. Tuần 4, 5 Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Cadence (6/4 19/4) Tạo thƣ viện mới Thiết kế các cổng cơ bản 4.
Tuần 6 Viết hƣớng dẫn sử dụng phần mềm,thiết kế,mô phỏng cổng (20/4 Inverter cơ bản trên phần mềm Cadence 26/4) 5. Tuần 7, 8 Tìm hiểu kỹ thuật đƣờng ống (4/5 17/5) Vai trò của kỹ thuật Ứng dụng trong thực tiễn 6. Tuần 9 Tìm hiểu mạch cộng (18/5 24/5) 7. Tuần Mô phỏng thiết kế mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đƣờng ống 10,11,12,13 và mạch cộng CLA (25/5 21/6) 8.
Tuần 14,15 Kiểm tra kết quả và so sánh với mạch cộng CLA (22/6 5/7) 9. Tuần 18 Kiểm tra tổng thể đề tài (14/7 19/7) Xác nhận của GVHD Sinh viên thực hiện do an (Ký và ghi rõ họ và tên) do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, sinh viên gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy TS.Võ Minh Huân vì đã trực tiếphƣớng dẫntrong suốt thời gian thực hiện đề tài và tạo mọi điều kiện để sinh viên hoàn thành tốt đề tài này. Sinh viên cũng xin cảm ơn quý thầy cô thuộc Khoa Điện - Điện Tử và Khoa Đào Tạo Chất Lƣợng Cao trong bốn năm qua đã tận tụy dạy dỗ, truyền đạt cho sinh viên những kiến thức cơ bản để vận dụng vào đề tài và hành trang bƣớc vào đời. Cuối cùng, sinh viên gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ sinh viên trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô thông cảm và chỉ bảo thêm. Chúc quý thầy cô, các anh, chị và các bạn hoàn thành tốt công việc và thành công trong cuộc sống. Sinh viên thực hiện Huỳnh Thị Kim Chi i do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Tính toán là nhu cầu không thể thiếu cùng với đó các loại máy tính đƣợc phát minh và không ngừng cải tiến để phục vụ nhu cầu tính toán ngày càng cao của con ngƣời. Với nhu cầu xử lý số liệu lớn ngày càng cao thì đòi hỏi con ngƣời không ngừng nghiên cứu, tìm hiểu những kỹ thuật mới tối ƣu đáp ứng nhu cầu đó.Vấn đề đặt ra là làm sao tăng tốc độ tính toán cho mạch.
Dựa vào nhu cầu thực tế trên mà sinh viên quyết định chọn đề tài: “Thiết kế và so sánh mạch cộng 16 bit sử dụng kỹ thuật đƣờng ống” để làm đề tài tốt nghiệp. Tuy sinh viên đã nỗ lực hoàn thành đồ án song thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên nội dung không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Huỳnh Thị Kim Chi ii do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LIỆT KÊ HÌNH HÌNH 2.1: CấU TRÚC DE-MOSFET KÊNH P .2: KÝ HIệU DE-MOSFET KÊNH P VÀ KÊNH N .3: CấU TRÚC E-MOSFET KÊNH P .4: KÝ HIệU E-MOSFET KÊNH P VÀ KÊNH N .5: CÁC Bộ Xử LÝ PENRYN .6: KÝ HIệU VÀ BảNG Sự THậT CổNG NOT .7: SƠ Đồ KHốI MạCH CộNG 16 BIT PIPELINE .8: SƠ Đồ VÀ KÍ HIệU CủA MạCH CộNG BÁN PHầN .9: SƠ Đồ MạCH VÀ KÍ HIệU CủA MạCH CÔNG TOÀN PHầN .10: MạCH CộNG HAI Số N BIT .11: MạCH CộNG TOÀN PHầN ở TầNG THứ I .12: CÁC MứC LOGIC CủA MạCH CLA .1: LệNH KHởI ĐộNG PHầN MềM CADENCE.2: TạO MớI MộT THƢ VIệN MớI (1) .3: TạO MớI MộT THƢ VIệN (2) .4: TạO PROJECT MớI .5: GIAO DIệN LÀM VIệC CủA CADENCE .6: LấY LINH KIệN (1) .7: LấY LINH KIệN (2) .8: CHỉNH THÔNG Số NGUồN XUNG .9: CHỉNH THÔNG Số PFET .10: CHỉNH THÔNG Số NFET .11: CHỉNH THÔNG Số NGUồN .12: MÔ PHỏNG DạNG SÓNG (1) .13: MÔ PHỏNG DạNG SÓNG (2) .14: MÔ PHỏNG DạNG SÓNG (3) .15: MÔ PHỏNG DạNG SÓNG (4) .16: MÔ PHỏNG DạNG SÓNG (5) .17: MÔ PHỏNG DạNG SÓNG (6) .18: GIÁ TRị DÒNG ĐIệN .1: MạCH CộNG 16 BIT Sử DụNG Kỹ THUậT ĐƢờNG ốNG .2: DạNG SÓNG NGÕ VÀO A<0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 1 .3: DạNG SÓNG NGÕ VÀO B<0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 1 .4: DạNG SÓNG NGÕ VÀO C CủA KHốI 4 BIT THứ 1 .5: DạNG SÓNG NGÕ RA S<0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 1 .6: DạNG SÓNG NGÕ VÀO A <0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 2 .7: DạNG SÓNG NGÕ VÀO B<0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 2 .8: DạNG SÓNG NGÕ VÀO C CủA KHốI 4 BIT THứ 2 .9: DạNG SÓNG NGÕ RA S<4:7> CủA KHốI 4 BIT THứ 2 .32 iii do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HÌNH 4.10: DạNG SÓNG NGÕ VÀO A <0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 3 .11: DạNG SÓNG NGÕ VÀO B <0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 3 .12: DạNG SÓNG NGÕ VÀO C CủA KHốI 4 BIT THứ 3 .13: DạNG SÓNG NGÕ VÀO S <8:11> CủA KHốI 4 BIT THứ 3 .14: DạNG SÓNG NGÕ VÀO A <0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 4 .15: DạNG SÓNG NGÕ VÀO B <0:3> CủA KHốI 4 BIT THứ 4 .16: DạNG SÓNG NGÕ VÀO C CủA KHốI 4 BIT THứ 4 .17: DạNG SÓNG NGÕ VÀO S <12:15> CủA KHốI 4 BIT THứ 4 .18: MạCH CộNG 16 BIT CLA .37 iv do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1: Bảng sự thật mạch cộng bán phần Bảng 2.