基于模块化技术的最佳ULG.2的QCA电路设计

为了减少纳米器件量子细胞自动机(QCA)电路的线交叉数和电路综合时采用的门电路类型,在介绍QCA细胞结构、逻辑器件、模块化设计技术以及最佳通用逻辑门ULG.2的基础上,提出基于模块化技术的最佳通用逻辑门ULG.2的QCA电路实现方案.利用最佳QCA通用逻辑门ULG.2设计了全加/减器、全比较器和4选1数据选择器.所设计的QCA电路均用QCADesigner软件进行模拟,结果表明:该电路不仅具有正确的逻辑功能,而且某些性能得到了很大的改善.特别地对于4选1数据选择器,与已有的多数门和反相器直接设计的电路相比,细胞数、QCA线交叉数分别减少了31.8%和62.5%.

基于QCA的三输入数值比较器设计

量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)是一种新兴的纳米器件。文章基于QCA提出了一位的三输入比较器设计方案,并用QCADesigner软件进行仿真。结果表明,所设计的电路具有正确的逻辑功能。在设计过程中采用共面交联和二维改进型时钟方案,有效提高数据的流水线性质及数据的并行计算优化度,此外,采用减少信息传输距离和分层的设计思想减少了整个电路的时钟延迟和横截面积。

基于量子细胞自动机的三变量通用阈值逻辑门电路实现

新型纳米器件量子细胞自动机(QCA)是新一代电子器件强有力的竞争者.与CMOS相比,其组成的电路具有低功耗、高集成度和高速等优点.而与神经元结构功能相似的通用阈值逻辑门具有较强的逻辑功能.在介绍QCA结构、工作原理、逻辑器件以及三变量通用阈值逻辑门的基础上,提出了双输出三变量通用阈值逻辑门的QCA电路实现方案.通过设计实例展示了基于双输出三变量QCA通用阈值逻辑门的查表设计方法.利用双输出三变量QCA通用阈值逻辑门可实现3变量全部256个逻辑函数.设计的QCA电路均用QCA Designer软件进行了仿真模拟.结果表明所设计的电路具有正确的逻辑功能.

量子元胞自动机器件和电路的研究进展

量子元胞自动机(QCA)是一种新颖的纳米技术,该技术不再通过电流或电压而是基于场相互作用进行信息的计算和传递。首先,综述了两种量子元胞自动机(EQCA和MQCA)器件的计算原理、基本逻辑门和时钟。指出了QCA元胞构成的不同线结构可在相同层交叉传递信号而不受影响。然后,进一步总结了制备QCA器件和功能阵列或电路的实验方法和材料,得出MQCA器件和分子EQCA器件的发展将使该器件逐步达到实际应用水平的结论。详细讨论了目前QCA器件和电路(尤其是存储单元结构)研究取得的重要进展以及面临的问题。提出了QCA器件未来理论和应用研究中的开放课题和方向。

基于量子细胞自动机的数值比较器设计

量子细胞自动机(QCA)可以构建逻辑门和QCA线。该文基于QCA设计了1位,4位和8位数值比较器,并用QCADesigner软件进行模拟。结果表明,所设计的电路具有正确的逻辑功能。通过对电路所需细胞数、面积和时延三方面性能分析,表明所设计的电路时延并不随输入位数呈线性增加,因而所设计的电路具有良好的时延性。