一种新的高性能开关电流排序电路3.PDF

　第 19 卷第 2 期　　　　　　　　半　导　体　学　报　　　　　　　　 . 19, . 2　 V o l N o 　1998 年 2 月　　　　　　CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S　　　　　　Feb. , 1998　 一种新的高性能开关电流排序电路 林　谷　　石秉学 (清华大学微电子学研究所　北京　100084) 摘要　本文首次提出了一种高性能的开关电流型排序电路. 它采用开关电流镜跟踪保持输入 信号, 通过全对称的 ( ) 电路网络求最大, 最后分时输出排序结果. 该电 W TA W inner T ake A ll 路结构简单、灵活, 规模易扩展. PSP ICE 模拟结果表明, 该电路的输出电流相对于输入电流的 偏差小, 最大偏差为 5A ; 排序电路有较高的分辨精度, 在 5A 以内. 由于采用开关电流技术, 该电路完全同数字CM O S 工艺相兼容, 易于VL S I 实现. : 6230 , 2570 , 1285 EEACC F D 1　引言 目前, 在工程实际中存在着许多问题. 其中, 有些问题可以采用数值计算来解决, 而其它 大部分问题往往无法用数值计算的方法来完成. 随着科学技术的发展, 这类非数值问题的应 用越来越广泛, 如何更为有效地处理这些非数值问题已成为工程研究的重要课题. 排序就是一个基本的非数值问题. 简单地说, 排序就是一个将无序表调整为有序表的过 程. 随着研究的发展和深入, 排序已经被应用于许多领域的处理系统中, 如分类、查找、模式 [ 1～ 3 ] 识别等多种系统 . 这些系统往往要处理大量的数据, 同时需要进行实时处理, 这就对系 [ 4 ] 统的性能有了更高的要求. 目前, 虽然排序的方法较多, 如冒泡法、快速排序法等 , 但由于 这些算法都较难以用VL S I 来实现, 所以排序工作主要采用软件依靠数字计算机来完成. 这 样, 一方面大大限制了系统的工作速度, 难以进行实时处理; 另一方面, 也限制了排序方法的 应用领域. 为此, 本文提出了一种易于VL S I 实现的模拟型排序电路. 模拟型的VL S I 主要 有电压型和电流型两种电路. 同电压型电路相比, 电流型电路具有电流取值范围较宽, 易于 制成任意值或连续值系统, 并且电流间易于进行求和、求差等运算. 特别是采用M O S 工艺 制作的电流型电路, 还具有集成度高、易于同数字电路混合集成的特点, 所以电流型电路目 前已广泛地应用于多种集成电路系统中. 基于此, 我们设计了一种电流型的排序电路. 在电 路工作时, 所有待排序电流同时输入, 排序结果分时输出. PSP ICE 模拟结果表明, 该电路具 　 本课题由国家自然科学基金和高校博士点基金资助 林　谷　男, 1972 年出生, 博士研究生, 从事人工神经网络及模糊逻辑系统的集成电路实现、数字和模拟集成电路研 究 石秉学　男, 1936 年出生, 教授, 博士生导师, 从事人工神经网络及模糊逻辑系统及其集成电路实现、模拟集成和数 模混合集成电路与系统研究 收到,定稿 2 期　　　　　　　　林　谷等: 　一种新的高性能开关电流排序电路　　　　　　　　　　　145 有偏差小、分辨精度高的特点. 同时, 电路结构简单、灵活, 规模易于扩展. 由于采用开关电流 技术, 该电路完全同数字CM O S 工艺相兼容, 易于VL S I 实现. 目前,