طراحی و پیاده سازی گیت های NOT، AND و XOR برگشت پذیر در سیستم های مبتنی بر نانو تکنولوژی

در فناوری نانو و محاسبات کوانتومی مدرن، منطق برگشت پذیر نقش مهمی ایفا میکند زیرا در گیتهای برگشت پذیر به دلیل پاک کردن عملیات بیتی میتوان از اتلاف توان جلوگیری کرد، در این مقاله ضمن معرفی گیتهای برگشت پذیر متداول، چگونگی پیاده سازی گیتهای NOT، AND و XOR با بکارگیری گیت های برگشت پذیر بررسی و استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی جهت پیاده سازی گیت های برگشت پذیر در سطح مداری باهدف غلبه بر مشکلات ناشی از کاهش ابعاد در تکنولوژی CMOS پیشنهاد میشود، نتایج شبیه سازی بیانگر این است که اگر با ولتاژ تغذیه 0/5 ولت، برای ایجاد یک گیت NOT از گیت برگشت پذیر Feynman استفاده شود، متوسط توان مصرفی %97/20 و با استفاده از گیت برگشت پذیر Fredkin، %99/99 کاهش داده شده میشود. برای گیت AND نیز اگر از گیتهای برگشتپذیر Fredkin، Peres و Toffoli استفاده شود، مقدار متوسط توان مصرفی با ولتاژ تغذیه 0/9 به ترتیب %98/45، %90/87 و %89/04 کاهش مییابد، همچنین اگر از خروجی Q گیتهای برگشت پذیر Feynman و Peres بهعنوان گیت XOR برای دو ورودی استفاده شود، با ولتاژ تغذیه 0/5 ولت مقدار متوسط توان مصرفی به ترتیب، %99/97 و %99/78 کاهش داده میشود، برای شبیه سازی مدارها نیز از کتابخانه ترانزیستور CNTFET در نرمافزار Hspice استفادهشده است.

Keywords:

گیت پایه , گیت برگشت پذیر , ترانزیستور نانولوله کربنی , متوسط توان مصرفی.