طراحی بهینه گیت اکثریت سه ورودی جدید با قابلیت تحمل پذیری در برابر خطا مبتنی بر تکنولوژی آتاماتای کوانتومی سلولی

آتاماتای کوانتومی سلولی (به اختصار qca) تکنولوژی جدیدی در مقیاس نانو است که می تواند بعنوان یک جایگزین برای تکنولوژی cmos به شمار رود. عملکرد قابل قبول این تکنولوژی در طراحی مدارهای کارآمد با توان مصرفی پایین، آن را به یکی از حوزه های مورد علاقه پژوهشگران تبدیل کرده است. یکی از مهمترین چالش ها برای طراحان و پژوهشگران این حوزه، حذف و یا اضافه شدن سلول، چرخش و جابجایی سلول از مکان اصلی خود است. بنابراین طراحی مدارهایی که در برابر این خطاها عملکرد قابل قبولی داشته باشند می تواند به رفع این چالش کمک کند. به همین منظور در این مقاله یک گیت اکثریت سه ورودی جدید معرفی شده است که از 17 سلول ساده و چرخان تشکیل شده است و حدود 0.02 میکرومترمربع مساحت و 4.89 × e-003mev انرژی مصرفی دارد. در ادامه آنالیز کاملی در خصوص تحمل پذیری گیت معرفی شده در برابر خطاهای حذف سلول، جابجایی سلول و رسوب سلول اضافی صورت گرفته است. نتایج حاکی از آن است که گیت معرفی شده در برابر خطاهای حذف تک سلول 92 درصد، حذف دو سلول 84 درصد و رسوب سلول اضافی 100 درصد تحمل پذیر است. عملکرد گیت معرفی شده با استفاده از شبیه ساز qca designer 2.0.3 به اثبات رسیده است و انرژی مصرفی گیت معرفی شده نیز با استفاده از شبیه ساز qca designer-e محاسبه شده است.

optimal design of a new fault tolerant three-input majority gate based on quantum dot cellular automata technology

quantum-dot cellular automata (qca) is a new nanoscale technology that can be considered as an alternative to cmos technology. the acceptable performance of this technology in the design of efficient circuits with low power consumption has made it one of the fields of interest for researchers. one of the most important challenges for designers and researchers is removing or adding cells, rotating and moving cells from their original location. therefore, designing circuits that have an acceptable performance against these errors can help solve this challenge. in this article, a new three-input majority gate is introduced. the introduced gate consists of 17 simple and rotating cells and has an area of about 0.02µm2 and an energy consumption of 4.89 × e-003mev. in addition, a complete analysis has been carried out regarding the tolerance of the proposed gate against errors of cell omission, cell displacement and extra cell deposition. the results indicate that the proposed gate can tolerate 92% to single cell omission defect, 84% to double cell omission and to extra cell deposition defect is 100% tolerable. the performance of the introduced gate has been proven using the qca designer 2.0.3 simulator, and the energy consumption of the introduced gate has also been calculated using the qca designer-e simulator.