KRÁL, V. Úspora spotřeby a plochy při použití multi-bitových pulsních klopných obvodů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2022.
Posudek společně vypracovali odborný vedoucí Ing. Jiří Šolc a pedagogický vedoucí Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D. Zadání diplomové práce považuji za splněné a práci doporučuji k obhajobě. Student prezentoval po celou dobu velkou dávku samostatnosti a dokázal zůročit dovednosti nabité během studentské stáže a samostudia. Současně pravidelně prezentoval průběžné výsledky práce při konzultacích. Velmi oceňuji koncept celé práce, kde student v teoretické části velmi smysluplně postupuje od obecných informací o CMOS technologii, přes popis nejrozmanitějších Low Power technik do samotné praktické části návrhu jednotlivých částí pulsních klopných obvodů a vytvoření layoutů. V počátku návrhu si dokázal zadefinovat rozumně velké množství variant pulsních generátorů a klopných obvodů, ze kterých poté vyhodnocením dat ze simulací a logické argumemtace, kde sledoval vliv na zvolené parametry, vybral nejvhodnější řešení. Oceňuji práci s takovými detaily jako je nutnost posílení pulsního generátoru, jenž musí řídit více logických hradel ve verzích s více bity. Při návrhu layoutu postupoval velmi zkušeně a využil také některé pokročilé triky, díky kterým se mu podařilo úspořit plochu i ve variatách, kde se to původně ani nečekalo. Je vidět, že koncept pulsních klopných obvodů může opravdu přinést značné úspory plochy a výkonu, je jen otázkou jak by si s těmito prvky poradily programy používané v digitálním designu. Dalším logickým krokem by tedy byla práce s komplexním digitálním flow, ale to už je pochopitelně mimo rozsah této práce. Další případné experimenty jako pokusy s elektromigrací a votage drop analýzou naznačuje sám autor. Případnému čtenáři by zřejmě usnadnilo orientaci zvýraznění částí layoutu o kterých se v textu mluví. Možná by stálo za zvážení přidat do srovnání obyčejné 1-bitové flip-flopy, ale to už jsou jen drobnosti. Důležité je, že student prokázal dobrou znalost problematiky a postupoval cílevědomě. Prezentovaná čísla za jednotlivé varianty klopných obvodů mluví jasně a oceňuji také uvedení praktického příkladu použití multi-bitových pulsních klopných obvodů v shift registru, kde je také možné vidět úsporu výkonu a hlavně plochy.
Cílem diplomové práce pana Bc. Vojtěcha Krále bylo navrhnout vícebitové pulzní klopné obvody za účelem snížení proudové spotřeby a snížení plochy na integrovaném obvodu. Práce má celkem 79 stran, z toho je 63 stran vlastního textu bez citací. Práce je rozčleněna do pěti kapitol. První kapitola se věnuje krátkému úvodu do CMOS technologií, druhá kapitola rozebírá výkonovou ztrátu digitálních obvodů v CMOS technologiích a třetí kapitola je zaměřena na techniky návrhu digitálních obvodů s malou proudovou spotřebou. Jádro práce je uvedeno ve čtvrté kapitole a poslední kapitola je závěr. Návrh vícebitových pulzních klopných obvodů je rozdělen do několika kroků. Nejprve jsou analyzovány různé typy pulzních generátorů. Následuje analýza různých typů pulzních klopných obvodů. V této kapitole bych uvítal detailnější popis jednotlivých obvodů a popis jednotlivých zkratek. Dále jsou navrženy a odsimulovány vícebitové skenovatelné pulzní klopné obvody a výsledky jsou porovnány s klasickými klopnými obvody typu D reagujícími na hranu signálu. Následuje časově náročná část práce věnovaná layoutu navržených obvodů, kde diplomant vytvořil kompaktní optimalizované layouty vícebitových skenovatelných pulzních klopných obvodů ve variantách bez a s resetem a provedl detailní charakterizace těchto obvodů s použitím zpětné anotace parazit z layoutu. V poslední části se autor zabývá testovacím návrhem jednoduchého 64bitového posuvného registru. Výsledky práce ukázaly použitelnost navržených vícebitových skenovatelných pulzních klopných obvodů, úsporu energie i plochy na čipu. Připomínky k práci - V práci by bylo vhodné detailněji uvést rozdíly mezi klasickými klopnými obvody typu D reagujícími na hranu oproti navrhovaným pulzním klopným obvodům. - V rovnici (2.3) je uvedena spotřeba digitálních obvodů způsobená zkratovým proudem. V rovnici chybí délka trvání zkratového proudu. - V úvodních kapitolách jsou na několika místech drobné nepřesnosti, nemají ale vliv na navrhované obvody. - V mnoha tabulkách je uváděna proudová spotřeba v µW, chybí ale údaj o frekvenci, na které je spotřeba závislá. - Na mnoha místech je uváděna měřená spotřeba, bylo by vhodnější psát že se jedná o simulovanou spotřebu. Na závěr lze říct, že diplomant zcela splnil zadání. Prokázal schopnost navrhnout, analyzovat a vytvořit layout multibitových pulzních klopných obvodů. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení 95 bodů.
eVSKP id 141542