Чотирирозрядний наносуматор, керований п’ятивходовими мажоритарними елементами
DOI:
https://doi.org/10.18372/1990-5548.74.17310Ключові слова:
коміркові автомати з квантовими точками, мажоритарний елемент, повний суматор, системи автоматизованого проектування, висока продуктивність конструкціїАнотація
У роботі представлено наносхему повного однорозрядного суматора на розроблених мажоритарних елементах з п’ятьма входами. Ця прогресивна конструкція повного суматора використовується для розробки нової наносхеми чотирирозрядного суматора. Запропоновано новий однорозрядний повний суматор і чотирирозрядну наносхему за технологією квантових автоматів. Створений чотирирозрядний суматор використовує лише 231 квантову комірку на площі 0,49 мкм2. В результаті він має зменшену кількість комірок та зменшені затримки і розсіювання енергії при 1 К порівняно з відомими результатами. Реалізовано комп’ютерне проектування повної наносхеми чотирирозрядного суматора на базі чотирьох однорозрядних суматорів із застосуванням cисте́ми автоматизо́ваного проєктува́ння QCAdesigner версії 2.0.3. Результати експерементальних досліджень вказують на його переважні характеристики, особливо із застосуванням п’ятивходових мажоритарних елементів.
Посилання
P. Balasubramanian, “A latency optimized biased implementation style weak-indication self-timed full adder,” Facta Universitatis, Series: Electronics and Energetics, vol. 28, pp. 657–671, 2015. https://doi.org/10.2298/FUEE1504657B
A. Rezai, and P. Keshavarzi, “High-performance scalable architecture for modular multiplication using a new digit-serial computation,” Micro. J., vol. 55, pp. 169–178, 2016. https://doi.org/10.1016/j.mejo.2016.07.012
A. Rezai, and P. Keshavarzi, “High-throughput modular multiplication and exponentiation algorithm using multibit-scan-multibit-shift technique,” IEEE Trans. VLSI syst., vol. 23, pp. 1710–1719, 2015. https://doi.org/10.1109/TVLSI.2014.2355854
M. Balali, A. Rezai, H. Balali, F. Rabiei, and S. Emadi, “A novel design of 5-input majority gate in quantum-dot cellular utomata technology,” in Proceedings of the IEEE Symp. Comput. Appl. Indust. Electr. (ISCAIE 2017), 2017, pp. 13–16. https://doi.org/10.1109/ISCAIE.2017.8074941
H. Rashidi, A. Rezai, and S. Soltani, “High-performance multiplexer circuit for quantum-dot cellular automata,” J. Comput. Electr., vol. 15, pp. 968–98, 2016. https://doi.org/10.1007/s10825-016-0832-3
All-Ukrainian interdepartmental scientific and technical collection [Electronic resource]. – Resource access mode: https://www.ewdtest.com/asu/wp-content/uploads/2015/05/asu_166_2014_new1.pdf (date of application 05.01.2023 р). [in Ukrainian]
N. N. Pakulov, The majority principle of constructing reliable components and devices of a digital computer, Мoscow: Sov. radio, 1974. [in Russian]
I. Hänninen, and J. Takala, “Binary adders on quantum-dot cellular automata,” J. Sign. Process. Syst., vol. 58, pp. 87–103, 2010. https://doi.org/10.1007/s11265-008-0284-5
B. Ramesh, and M. A. Rani, “Design of binary to BCD code converter using area optimized quantum- dot cellular automata full Adder,” Int. J. Eng., vol. 9, pp. 49–64, 2015.
D. Abedi, G. Jaberipur, and M. Sangsefidi, “Coplanar full adder in quantum-dot cellular automata via clock-zone-based crossover,” IEEE Trans. Nanotech., vol. 14, pp. 497–504, 2015. https://doi.org/10.1109/TNANO.2015.2409117
S. Hashemi, and K. Navia, “A Novel Robust QCA Full-adder,” Proc. Mater. Sci., vol. 11, pp. 376–380, 2015. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.11.133
M. Mohammadi, M. Mohammadi, and S. Gorgin, “An efficient design of full adder in quantum-dot cellular automata (QCA) technology,” Microelectr. J., vol. 50, pp. 35–43, 2016. https://doi.org/10.1016/j.mejo.2016.02.004
F. Ahmad, G. M. Bhat, H. Khademolhosseini, S. Azimi, S. Angizi, and K. Navi, “Towards single layer quantum-dot cellular automata adders based on
explicit interaction of cells,” J. Comput. Sci., vol. 16, pp. 8–15, 2016. https://doi.org/10.1016/j.jocs.2016.02.005
C. Labrado, and H. Thapliyal, “Design of adder and subtractor circuits in majority logic-based field- coupled QCA nano computing,” Electron. Lett., vol. 52, pp. 464–466, 2016. https://doi.org/10.1049/el.2015.3834
M. Balali, A. Rezai, H. Balali, F. Rabiei, and S. Emadid, “Towards coplanar quantum-dot cellular automata adders based on efficient three-input XOR gate,” Result. Phys., vol. 7, pp. 1389–1395, 2017. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.04.005
Design of novel efficient full adder circuit for quantum-dot cellular automata technology [Electronic resource]. – Resource access mode: http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0353-3670/2018/0353-36701802279M.pdf (date of application 05.01.2023 р).
V. Pudi, and K. Sridharan, “Low complexity design of ripple carry and Brent-Kung adders in QCA,” IEEE Trans. Nanotech., vol. 11, pp. 105–119, 2012. https://doi.org/10.1109/TNANO.2011.2158006
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
