近閾值區(qū)高能效匹配濾波器門單元優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、進入21世紀以來，隨著穿戴式電子產(chǎn)品的不斷普及，低功耗GPS芯片得到了越來越多的應(yīng)用。為了改善用戶使用體驗，現(xiàn)代GPS芯片一般采用基于匹配濾波器的捕獲算法，以便實現(xiàn)秒級的首次定位時間。但匹配濾波器電路實現(xiàn)復(fù)雜，運行功耗大，前期研究表明，匹配濾波器功耗占基帶總功耗的55％以上。因而，匹配濾波器的功耗優(yōu)化對實現(xiàn)低功耗GPS具有重要意義。
　　匹配濾波器包含計算陣列與移位電路兩部分，本文針對兩部分分別開展功耗優(yōu)化。針對計算陣列加法器單元

2、多、功耗大的問題，將操作數(shù)劃分低位與高位兩部分，分別應(yīng)用近似加法器和精確加法器結(jié)構(gòu)（即經(jīng)典加法器），針對低位操作數(shù)，采用近似加法器，在幾乎不影響輸出信噪比的同時，減少加法器數(shù)目36％;針對高位操作數(shù)，建立精確加法器單元的電路延遲/電容模型，基于非線性規(guī)劃法提出了面向能效優(yōu)化的精確加法器晶體管尺寸優(yōu)化方法，優(yōu)化后單元平均能效提升了25％。針對移位電路，本文引入了低功耗動態(tài)觸發(fā)器——C2MOS觸發(fā)器，該觸發(fā)器比傳統(tǒng)的傳輸門型觸發(fā)器(TGFF