logical effort：Designing Fast CMOS Circuit英文原版

本书介绍了一种设计MOS电路以实现高速电路的方法。该方法基于将MOS电路视为电阻和电容网络的简单近似。该RC模型以一种新的方式来表示，以简化数学，并快速确定电路的最大可能速度以及如何实现该速度。 逻辑努力法是一种考虑MOS电路中延迟的方法，它为概念引入了两个新名称：“逻辑努力”和“电努力”。逻辑努力描述了由于实现逻辑功能所需的电路拓扑结构而导致的计算成本，而电努力描述了驱动大型电容性负载的成本。本书为这两种想法选择了相关的名称，以便对它们进行比较，因为这两种形式的努力呈现出相同和可互换的延迟来源。为这些概念提供新的名称会导致简化电路分析并允许设计者快速分析替代电路设计的公式。 这种方法的批评者认为，它只实现了传统的RC分析，经验丰富的设计者知道如何优化电路以提高速度。事实上，最好的设计者，无论是凭直觉还是凭经验，都能设计出与逻辑努力方法得出的电路相匹配的电路。但本书已经看到许多经验丰富的设计师设计出糟糕电路的例子。他们经常陷入详细的电路模拟和晶体管尺寸的泥潭，无法研究电路的结构变化，从而导致更大的性能改进。由于其简单性，逻辑努力方法弥补了结构设计和详细模拟之间的差距。 《Logical Effort: Designing Fast CMOS Circuits》是一本专注于高速CMOS电路设计的书籍。作者通过介绍逻辑努力（Logical Effort）这一概念，提供了一种简化的电路设计方法，帮助设计师理解和优化电路的延迟性能。逻辑努力是衡量电路延迟的一种度量，它将MOS电路视为电阻和电容网络，并引入了两个关键术语——逻辑努力和电努力。 逻辑努力（Logical Effort）主要关注电路拓扑结构对延迟的影响，即完成特定逻辑功能所需的基本电路结构。这种计算成本反映了不同逻辑门之间的连接方式对信号传递速度的影响。相反，电努力（Electrical Effort）则关注驱动大电容负载的能力，即电路元件如何影响电流的流动和电压的变化。这两个概念的提出使得设计师能更直观地比较不同设计的延迟性能，从而快速评估和选择最佳设计方案。 书中详细探讨了逻辑门的延迟、多级逻辑网络的设计以及最佳阶段数量的选择。作者指出，逻辑努力方法不仅适用于多级网络，还能帮助设计师决定最佳的门数，以达到最小的延迟。书中的设计示例涵盖了从基本逻辑函数如AND门，到更复杂的解码器和同步仲裁电路，通过实际案例展示了逻辑努力方法在电路优化中的应用。 为了理解逻辑努力方法，书中还介绍了电路模型的建立，包括逻辑门的简化模型，以及如何通过这个模型计算延迟。书中强调了路径延迟最小化的重要性，并指导设计师如何选择合适的路径长度。同时，书中还讨论了使用错误的门数或大小可能导致的问题，以此提醒读者正确应用逻辑努力方法的重要性。 书中还包含了一系列练习题，旨在帮助读者巩固理解并实际应用逻辑努力的概念。通过对这些概念的深入理解和应用，设计师可以避免陷入细致的晶体管尺寸调整和电路仿真，而是集中精力在电路结构的优化上，以实现更高的性能提升。 《Logical Effort: Designing Fast CMOS Circuits》提供了一种创新的、简化的设计流程，对于经验丰富的设计师来说，它能够补充和完善他们的直觉和经验；对于新手设计师，它则提供了一个易于理解和操作的工具，帮助他们快速进入高速CMOS电路设计领域。尽管有人批评这种方法只是传统RC分析的变体，但其简洁性和实用性已证明在实际设计中具有显著价值。