طراحی یک گیت اکثریت پنج ورودی تحمل پذیر اشکال در اتوماتای سلولی کوانتومی

اتوماتای سلولی کوانتومی یک تکنولوژی جدید جهت پیاده سازی گیت‌های منطقی و مدارهای دیجیتال در مقیاس نانو است. با کاهش ابعاد قطعات، حساسیت مدار بیشتر شده و مدارهای کوانتومی نسبت به عوامل نامساعد محیط آسیب پذیرتر هستند. با توجه به اهمیت طراحی مدارات تحمل پذیر اشکال، در این مقاله به ارائه یک گیت اکثریت پنج ورودی با ویژگی تحمل پذیری اشکال در تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی می‌پردازیم و تمام اشکال‌های ممکن در پروسه جایگذاری سلول‌ها در مکان‌های خاصی در روی سطح را مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. این اشکال‌ها شامل جابجایی، حذف، چرخش و سلول اضافه می‌باشند. در گام نخست به گیت مورد بررسی چهار نوع اشکال ذکر شده اعمال گردیده و در گام بعدی صحت عملکرد مدار با موتور شبیه‌ساز qcadesigner مورد ارزیابی قرار داده می‌شود . برای یافتن چنین گیت اکثریتی روش‌های مختلفی از جمله روش افزودن سلول (که همان تزریق افزونگی به مدار است) و روش چینش خاص سلول‌ها مورد آزمایش قرار می‌گیرد. سعی بر این است که طرحی یافت شود که حتی الامکان تنها باچینش خاص سلول‌ها توانایی مقاومت در برابر نقص‌های احتمالی را داشته باشد به گونه ای که حداقل سربار به مدار جهت تحمل پذیری اشکال تحمیل شود . نتایج نشان می‌دهد که گیت اکثریت معرفی شده در مقایسه با موارد مشابه از برتری قابل توجهی برخوردار است.

A Defect Tolerant Design for 5-Input Majority Gate in Quantum-dot Cellular Automata

Quantumdot cellular automaton is a new technology for implementation of logic gates and digital circuits at nanoscale. By reducing size of the components, sensitivity of circuit increases and quantum circuits become more vulnerable to adverse environmental factors. Due to the importance of designing fault tolerant circuits, this paper presents a fiveinput majority gate with fault tolerance characteristic in quantum cellular automata technology. All possible faults which may occur during the process of placing cells in specific locations on the surface including displacement, deletion, rotation, and extra cell are evaluated. In the first step, all the four types of faults are applied to the gate and the next step is to evaluate the accuracy of the gate performance with the QCADesigner simulator. In order to find such a majority gate, different methods, including the method of adding cells (the injection of redundancy to the gate) and the specific arrangement of cells are utilized. The latter method is being used more, hence, low overhead is added to the design. The results confirm the superiority of the proposed gate over the other previously offered designs.