جمع کننده کامل برگشت پذیر با تاخیر کم و کارآمد بر اساس گیت های تافولی

مدارهای برگشت پذیر به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند در کاربردهای با قابلیت صرفه جویی در انرژی مفید هستند.از این رو، با استفاده از فناوری ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی 32 نانومتری (cntfet) و با تکیه برگیت های برگشت پذیر toffoli، یک مدار تمام جمع کننده جدید ارائه می شود. مدار پیشنهادی دارای 4 گیت اصلی toffoli و 18 ترانزیستور است. 3 گیت از 4 گیت دارای شماتیک ترانزیستور یکسان با یک ترانزیستور ثابت روشن هستند، اما گیت باقیمانده فقط دو ترانزیستور دارد. مدار پیشنهادی دارای 3 ورودی ثابت و 4 خروجی زائد می باشد. به عنوان یک روش جدید، در مدار پیشنهادی، تنها از یک نوع گیت برگشت پذیر استفاده می شود. نتایج نشان دهنده برتری مدار پیشنهادی از نظر مصرف توان و اتلاف انرژی است. با پیاده سازی مدار پیشنهادی و مدارهای دیگر در جمع کننده زنجیره ای (rca) 4 بیتی و 8 بیتی، مدار پیشنهادی نسبت به رقیب اصلی به ترتیب 6.83% و 11.25% از نظر توان و انرژی بهبود را نشان می دهد. همچنین در یک rca با 8 بیت، مدار پیشنهادی 2 درصد نسبت به نزدیکترین رقیب و 27 درصد نسبت به بدترین مدار از نظر توان-تاخیر-سطح مصرفی (pdap) صرفه جویی دارد. این نتایج مدار طراحی شده را به عنوان یک گزینه مطلوب برای سازه های پیچیده تر با بیت های مرتبه بالا نشان می دهد.

low latency and power efficient reversible full adder based on toffoli gates

the reversible circuits are useful in energy-saving applications because of their unique features. hence, using 32 nm carbon nanotube field-effect transistor (cntfet) technology and relying on toffoli's reversible gates, a new full adder (fa) circuit is presented. the proposed circuit has 4 basic toffoli gates and 18 transistors. 3 of the 4 gates have the same transistor schematic with a constant-on transistor, but the remaining gate has only two transistors. the proposed circuit has 3 constant inputs and 4 garbage outputs. as a new method, in the proposed circuit, only one type of reversible gate is used. the results show the superiority of the proposed fa in terms of power consumption and energy dissipation. by implementing the proposed fa and other circuits in a 4-bit and 8-bit ripple carry adder (rca), the proposed circuit shows improvements by 6.83% and 11.25% in terms of power and energy, respectively, compared to the main competitor. also, in an 8-bit rca, the proposed fa has a 2% saving compared to the nearest competitor and 27% compared to the worst circuit in terms of the power-delay-area-product (pdap). these results show the designed fa as a favorable option for complex structures with high-order bits.