本文關(guān)鍵詞：可逆時(shí)序邏輯電路的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：可逆邏輯是量子計(jì)算、超低功耗集成電路等重要的新興研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,可逆邏輯電路特別是可逆時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)屬于當(dāng)前國(guó)際性的研究前沿和熱點(diǎn)。本文研究量子可逆時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法,主要內(nèi)容包括:(1)分析了量子可逆邏輯電路的研究現(xiàn)狀和背景,簡(jiǎn)述研究邏輯電路的必要性和可行性,簡(jiǎn)要說明了可逆邏輯電路的基本性能指標(biāo),闡述了組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的區(qū)別,以便進(jìn)一步研究邏輯電路。(2)可逆觸發(fā)器的設(shè)計(jì)�？赡鏁r(shí)序邏輯電路的基本組成單元是可逆觸發(fā)器,本文參考已有的可逆RS觸發(fā)器設(shè)計(jì),通過降低量子門代價(jià)和垃圾位輸出,進(jìn)行了可逆RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。分析對(duì)比結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的可逆RS觸發(fā)器具有量子代價(jià)更小等優(yōu)點(diǎn),此外,還設(shè)計(jì)了可逆主從JK觸發(fā)器和可逆主從T觸發(fā)器。(3)可逆時(shí)序電路的設(shè)計(jì),特別是對(duì)可逆寄存器和可逆移位寄存器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。由于可逆D觸發(fā)器是可逆寄存器的基本組成單元,本文首先設(shè)計(jì)了可逆D觸發(fā)器,并在此方法上進(jìn)行改進(jìn)。基于可逆D觸發(fā)器設(shè)計(jì)了可逆寄存器,然后通過CP級(jí)聯(lián)方式設(shè)計(jì)可逆移位寄存器,分析結(jié)果對(duì)比表明,本文設(shè)計(jì)的可逆移位寄存器具有量子邏輯門更少,垃圾位數(shù)更小等優(yōu)點(diǎn)。此外還進(jìn)行了可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)�？赡嬗�(jì)數(shù)器是可逆時(shí)序邏輯電路的重要應(yīng)用,本文在已由的工作基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了上升沿觸發(fā)的可逆T觸發(fā)器,然后基于可逆T觸發(fā)器構(gòu)造了可逆異步計(jì)數(shù)器和可逆同步計(jì)數(shù)器。最后利用電子波導(dǎo)Y-分支開關(guān)(Y-Branch Switch YBS)構(gòu)建可逆邏輯門可以用更少的能量來改變開關(guān)狀態(tài),改進(jìn)了現(xiàn)有Toffoli門的YBS實(shí)現(xiàn)。(4)本文的總結(jié)和展望�？偨Y(jié)了本課題的前期工作,并提出了課題研究的不足和今后研究的方向,對(duì)課題的研究前景進(jìn)行了分析。本文工作的探索性較強(qiáng)。希望本文對(duì)于可逆時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)方面的研究能夠有所促進(jìn)和幫助。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN791

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本文編號(hào)：1139219