طراحی مدارهای محاسباتی با استفاده از دروازه اکثریت ۷ ورودی جدید در آتوماتای سلولی کوانتومی

آتوماتای سلولی کوانتومی (QCA) نوعی فن­آوری محاسباتی است که جهت ساخت مدارهایی در ابعاد نانو به­کار برده می شود. با کاهش ابعاد قطعات، حساسیت مدار بیشتر شده و مدارهای کوانتومی نسبت به وقوع عیوب و تشعشعات محیط آسیب­پذیرتر هستند. دو دروازه پایه در این فن­آوری دروازه معکوس­کننده و دروازه اکثریت هستند که بیشتر مدارها بر پایه این دو ساخته می­شوند. در این مقاله دروازه اکثریت هفت ورودی در QCA طراحی می­شود، به­گونه­ای که حداقل سربار به مدار تحمیل شود. استفاده از دروازه اکثریت با ورودی­های بیشتر باعث کاهش تعداد سلول­ها، تاخیر و پیچیدگی در مدار QCA می­شود. هرچند شاید ضرورت استفاده از دروازه هفت ورودی هنوز چندان احساس نمی­شود. گیت پیشنهادی در این مقاله با ۱۹سلول کوانتومی در فضای اشغالی ۲۴۵۶۴ نانومتر مربع در یک لایه و با یک فاز کلاک طراحی شده است. سپس تعدادی از دروازه­های منطقی از جمله دروازه­های منطقی "و" و"یا" چهار ورودی، دروازه "نقیض یای انحصاری" و "یای انحصاری" دو ورودی، دروازه"یای انحصاری" سه ورودی و تمام جمع­کننده چند بیتی را با استفاده از دروازه هفت ورودی پیشنهادی طراحی و پیاده­سازی می­شود. جمع­کننده پیشنهادی با دروازه اکثریت هفت ورودی و یک دروازه اکثریت سه ورودی تحمل­پذیر اشکال، طراحی شده است. پس می­توان گفت که جمع­کننده طراحی شده تا حدودی تحمل­پذیر اشکال است یعنی در برابر خطاهایی که در این فن­آوری رخ می­دهد تا حدودی تحمل­پذیر است. سپس از نرم­افزار QCAPro برای تجزیه و تحلیل توان مصرفی دروازه پیشنهادی استفاده شده و در ادامه عملکرد مدار با استفاده از نرم­افزار شبیه­ساز آتوماتای سلولی کوانتومی QCADesigner ۲.۰.۳ مورد ارزیابی قرار گرفته است.

Keywords:

آتوماتای سلولی کوانتومی , تحمل پذیری اشکال , دروازه اکثریت هفت ورودی , نانو الکترونیک , نرم افزار شبیه ساز