جمع کننده اتوماتای سلولی کوانتومی هم صفحه بر اساس سه داده مفید مدخل XOR Towards coplanar quantum-dot cellular automata adders based on efficient three-input XOR gate
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2017
توضیحات
رشته های مرتبط: فیزیک، فیزیک محاسباتی، فیزیک کاربردی و اتمی مولکولی
مقدمه تکنولوژی های متداول مانند تکنولوژی CMOS با مشکلاتی مانند جذب بالای نویز، مصرف انرژی بالا، اثرات اتصال کوتاه [۱] و کاهش کنترل مدخل [۲] مواجه شده اند. در نتیجه، امکان ساخت VLSI با مصرف کم توان، سرعت بالا، چگالی بالا و ساخت آسان، دشوارتر شده است. به این ترتیب، محققان مجبور هستند تا از تکنولوژی های جایگزین استفاده کنند. ترانزیستورهای الکترون تک {۳}، دستگاه های مولکولی {۴}، اسپین ترونیکس (چرخش انتقال الکترونیک) [۵]، اتوماتای سلولی کوانتومی (QCA) {1،۶،۷} و ترانزیستورهای اثر میدان مغناطیسی لوله کربن-نانو (CNTFETs) {8،۹} به عنوان تکنولوژی جایگزین در نظر گرفته شده اند {۱۰ ، ۱۱}. بر اساس سه ضریب توان، مساحت و تاخیرزمانی، QCA می تواند به عنوان یک جایگزین برای تکنولوژی CMOS مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله، یک گیت سه داده کارمد QCA XOR با استفاده از تعامل صریح بین سلول های QCA پیشنهاد می کنیم. علاوه بر این، ما از نیم فاصله استفاده می کنیم. برای نشان دادن عملکرد مناسب مدخل پیشنهادی XOR، QCA 4 بیتی جمع کننده با بیت نقلی موج گونه (RCA) بر اساس پیشنهاد مدخلQCA XOR ساخته شده است. معماری پیشنهادی با استفاده از طرح QCAD شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که معماری های پیشنهادی در مقایسه با دیگر معماری QCA دارای مزایایی هستند. بقیه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: در قسمت “پیشینه تحقیق”، مرورکلی QCA و آثار مربوطه ارائه شده است.
مقدمه تکنولوژی های متداول مانند تکنولوژی CMOS با مشکلاتی مانند جذب بالای نویز، مصرف انرژی بالا، اثرات اتصال کوتاه [۱] و کاهش کنترل مدخل [۲] مواجه شده اند. در نتیجه، امکان ساخت VLSI با مصرف کم توان، سرعت بالا، چگالی بالا و ساخت آسان، دشوارتر شده است. به این ترتیب، محققان مجبور هستند تا از تکنولوژی های جایگزین استفاده کنند. ترانزیستورهای الکترون تک {۳}، دستگاه های مولکولی {۴}، اسپین ترونیکس (چرخش انتقال الکترونیک) [۵]، اتوماتای سلولی کوانتومی (QCA) {1،۶،۷} و ترانزیستورهای اثر میدان مغناطیسی لوله کربن-نانو (CNTFETs) {8،۹} به عنوان تکنولوژی جایگزین در نظر گرفته شده اند {۱۰ ، ۱۱}. بر اساس سه ضریب توان، مساحت و تاخیرزمانی، QCA می تواند به عنوان یک جایگزین برای تکنولوژی CMOS مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله، یک گیت سه داده کارمد QCA XOR با استفاده از تعامل صریح بین سلول های QCA پیشنهاد می کنیم. علاوه بر این، ما از نیم فاصله استفاده می کنیم. برای نشان دادن عملکرد مناسب مدخل پیشنهادی XOR، QCA 4 بیتی جمع کننده با بیت نقلی موج گونه (RCA) بر اساس پیشنهاد مدخلQCA XOR ساخته شده است. معماری پیشنهادی با استفاده از طرح QCAD شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که معماری های پیشنهادی در مقایسه با دیگر معماری QCA دارای مزایایی هستند. بقیه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: در قسمت “پیشینه تحقیق”، مرورکلی QCA و آثار مربوطه ارائه شده است.
Description
The conventional technologies such as CMOS technology have faced with problems such as high-noise absorption, high-power consumption, short circuit effects [1], and reducing gate control [2]. As a result, the possibility of constructing VLSI with lowpower consumption, high-speed, high-density and easily build has become more difficult. Thus, the researchers are required to use the substitute technologies. Single electron transistors [3], molecular devices [4], Spintronics [5], Quantum-dot cellular automata (QCA) [1,6,7] and Carbon-Nano-Tube Field Effect Transistors (CNTFETs) [8,9] are considered as replaced technologies [10,11]. Based on three criteria power, area and delay time, QCA can be considered as an alternative for CMOS technology. In this paper, we propose an efficient 3-input QCA XOR gate using explicit interactions between QCA cells. In addition, we have use a half distance. To show the suitable functionality of the proposed XOR gate, a one-bit full adder and a 4-bit QCA Ripple Carry Adder (RCA) is constructed based on the proposed QCA XOR gate. The proposed architectures are simulated using QCADesigner. The simulation results show that the proposed architectures have advantages compared to other QCA architectures. The rest of this paper is organized as follows. In Section ‘‘Back ground”, an over view of the QCA and related works are presented. A novel 3-input QCA XOR gate is proposed in Section ‘‘The proposed architectures”. In addition, we construct a new QCA onebit full adder cell and a new 4-bit RCA based on this novel XOR gate. Section ‘‘Simulation and Comparison Results” compares the proposed architectures to other QCA architectures. Finally, Sectio n ‘‘Conclusion” concludes this paper.
