طراحی یک سلول جدید ورودی انتشارگیت در فناوری آتوماتای سلولی نقطه کوانتومی

آتوماتای سلولی نقطه کوانتومی (qca) یک فناوری جدید با سرعت بالا، مصرف توان کم، چگالی بالا و پیچیدگی پایین نسبت به فناوری های قدیمی مانند نیم رسانای اکسید-فلز مکمل (cmos) است. از طرفی، روش ورودی انتشارگیت (gdi)، یک روش موفق در سامانه های کم مصرف است. این روش باعث کاهش پیچیدگی، کاهش مساحت و کاهش میزان مصرف انرژی در مدارهای طراحی شده با این روش است. این روش، اجرای طیف گسترده ای از توابع منطقی پیچیده را تنها با استفاده از دو ترانزیستور به عنوان بلوک اصلی، امکان پذیر می کند. در این مقاله، بلوک gdi مبتنی بر qca تنها با 11 سلول پیشنهاد شده که به عنوان واحد طراحی استاندارد، قادر به اجرای توابع اساسی مانند and، or، not، buffer، mux و xor برای پیاده سازی مدارهای دیجیتال است. نتایج شبیه سازیِ توابع، توسط نرم افزار qcadesigner در فناوری 18 نانومتر، نشان دهنده عملکرد بهتر سلول هم سطح پیشنهادی است؛ به نحوی که سلول پیشنهادی، 1 سیکل ساعت تاخیر برای اجرای عملکردها دارد. همچنین تحلیل میزان مصرف انرژی و توان مصرفی مدارهای طراحی شده توسط نرم افزار qcadesigner انجام شده است. 31 درصد کاهش در تعداد سلول ها، 50 درصد کاهش در سطح و 17 درصد کاهش در اتلاف انرژی کل از مزایای طرح پیشنهادی نسبت به طرح های پیشین است.

designing a new gate-diffusion input in quantum-dot cellular automata technology

quantum-dot cellular automata (qca) is a modern technology, which has higher speed, lower power consumption, higher density, and lower complexity than conventional technologies, such as cmos. moreover, the gate diffusion input (gdi) technique has been successful in reducing complexity, area, and energy consumption in low-power circuit designs. in this technique, a wide range of complex logic functions can be implemented using only two transistors as the main block. in this study, a qca-based gdi block is proposed using only 11 cells as a standard design unit that can be used to implement basic functions such as and, or, mux, buffer, not and xor in digital circuits. qcadesigner simulations of the functions in 18 nm technology indicate the superior performance of the proposed block with only one clock cycle delay in performing the operations. moreover, the power consumption analysis of the designed circuits is performed using qcadesigner. the advantages of the proposed circuit compared to previous designs are 31% reduction in cell count, 50% smaller surface area, and 17% reduction in total energy loss.