طراحی مطلوب افزاینده کامل بر اساس گیت اکثریت 5 ورودی ورودی در ماشینهای خودکار سلولار هم صفحه کوانتومی

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

طراحی مطلوب افزاینده کامل بر اساس گیت اکثریت 5 ورودی ورودی در ماشینهای خودکار سلولار هم صفحه کوانتومی

عنوان لاتین

An optimal design of Full adder based on 5-input majority gate in Coplanar Quantum-dot Cellular Automata

ماشینهای خودکار سلولاری کوانتومی (QCA) یکی از تکنولوژی های جایگزین است که امکان طراحی مدار نانو مقیاس را با ویژگی های کارایی بالا و کم مصرف فراهم می کند. در این جنبه، عبور سیم QCA کار چالش برانگیز در تولید QCA coplanar است، زیرا نقص ها به دلیل دو نوع سلول در ساختار تک طرح، ذاتی هستند. این کار یک تحلیل گسترده ساختاری و قدرتی از گیت های اکثریت 5 نفره قبلی را نشان می دهد. یافته شده است که گیت های اکثرا 5 ورودی قدرتمند نیستند و ساختارها به خوبی بهینه نمی شوند. برای غلبه بر این، ما یک گیت اکثریت ساده 5 ورودی جدید را پیشنهاد می کنیم که مصرف انرژی کمتری نسبت به طرح های قبلی دارد. برای ارزیابی اهمیت گیت پیشنهاد شده، یک مدار جدید افزاینده یک بیت ارائه شده است. افزاینده پیشنهادی کامل قوی تر بوده و از عبور سیم تک لایه از طریق phasing clock استفاده می کند، که فقط یک نوع سلول نیاز دارد. نتایج نشان می دهد که افزاینده کامل پیشنهادی نسبت به طرح های چند لایه موجود در مقایسه با طرح های موجود بسیار بهتر عمل می کند و در موارد پیشنهادی قبلی، در تمامی موارد، بهتر عمل می کند. طراحی ما 20٪ بهبود در تعداد سلول ها را به دست می دهد و در مقایسه با بهترین طرح تک لایه، 7٪ کمتر منطقه را مصرف می کند. ابزار QCADDESIGNER برای اعتبارسنجی طرح¬بندی طراحی های پیشنهادی استفاده شده است و ابزار برآوردگر قدرت QCAPro برای ارزیابی اتلاف قدرت تمام طراحی های در نظر گرفته شده مورد استفاده قرار می گیرد.

Quantum-dot cellular automata (QCA) is one of the alternative technologies that enable nanoscale circuit design with high performance and low power consumption features. In this aspect, QCA wire crossing is a challenging task in the coplanar QCA fabrication, as defects appear to be inherent due to two cell types in single layout structure. This work showcases an extensive structural and power analysis of previous 5-input majority gates. It has been found that the existing 5-input majority gates are not power efficient and the structures are not well optimized. To overcome this, we have proposed a new low-complexity coplanar 5-input majority gate, which consumes less power compared to prior designs. To evaluate the usefulness of proposed gate a new one bit full adder circuit is presented. The proposed full adder is more robust and enjoys single layer wire crossing, via clock phasing, which requires only one type of cell. The results show that the proposed full adder performs equally well compared to existing multilayer designs and performs better in case of previous coplanar full adder designs in all aspects. Our design achieves 20% improvement in cell count and consumes 7% less area in comparison to the best single layer design. QCADesigner tool is used to validate the layout of the proposed designs and QCAPro power estimator tool is used to evaluate the power dissipation of all considered designs.