從世界上第一個晶體管問世,電子技術(shù)行業(yè)由此開始,隨著集成電路的大規(guī)模發(fā)展,出現(xiàn)了以CMOS器件為核心的集成電路技術(shù),此后集成電路產(chǎn)業(yè)朝著迅猛的方向發(fā)展,摩爾定律也一直預(yù)言著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由摩爾定律知道,每18至20個月,集成電路可容納器件的數(shù)目會翻一番。隨著集成芯片制造工藝的不斷進(jìn)步,電路的集成度也在不斷升高,這就使得集成電路尺寸越來越小。集成電路尺寸不斷縮小會導(dǎo)致器件本身的物理性質(zhì)發(fā)生根本變化,高功耗、高密度、信號串?dāng)_等問題是制約著集成電路的發(fā)展的一大障礙。因此關(guān)于能夠取代CMOS新型器件的研發(fā)一直是科研工作者孜孜不倦探索的夙愿。由此納米器件才得以問世,而在眾多納米器件中,1993年提出的量子元胞自動機(jī)(Quantum-dot Cellular Automata,QCA)是眾多能夠替代CMOS器件中的一種。QCA以一種全新的計算模式和特別的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制信息而得以廣泛研究。QCA電路研究的關(guān)鍵在于穩(wěn)定性和功耗,本文致力于QCA電路的分析和設(shè)計。在提出同或門邏輯電路方面,利用概率轉(zhuǎn)移矩陣去估算電路的穩(wěn)定性,在QCA特有的功耗分析軟件中分析同或門電路的能量耗散,從而準(zhǔn)確的分析和評估出同或門在實現(xiàn)組合電路的可行性,結(jié)合QCA電路的設(shè)計規(guī)則和QCA同或門本身特殊的結(jié)構(gòu),以三輸入同或門為模塊實現(xiàn)了數(shù)值比較器,雖然面積和延遲優(yōu)勢不明顯但在復(fù)雜度上,比前人設(shè)計的最優(yōu)一字節(jié)數(shù)值比較器上優(yōu)化了22.2%,最優(yōu)三字節(jié)優(yōu)化了40.18%。以五輸入的同或門設(shè)計了進(jìn)位傳送加法器和奇偶校驗器,進(jìn)位傳送加法器電路結(jié)構(gòu)簡單,易于擴(kuò)展.四位奇偶校驗器比前人所設(shè)計的,雖然面積和復(fù)雜度優(yōu)勢不明顯,但在延遲上減少了28.6%,因此,本文所提出基于五輸入同或門實現(xiàn)奇偶校驗器的理念是可行的。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN432
【部分圖文】：

第二章 QCA 基礎(chǔ)知識,2,12112 i jk jjiii jk jjiE PPE P 迭代法，可以計算出元胞系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。具體的假設(shè)，即除靶元胞以外的其它元胞的極化率均為的極化率；然后逐個將剩下的其他元胞作為靶元所有元胞都處在極化狀態(tài)下，即元胞的狀態(tài)不再改臨近元胞 k(元胞 k 為驅(qū)動元胞)，且元胞 k 在元胞響應(yīng)函數(shù)就可計算出，其圖形如圖 2.7 所示。

圖 3. 1 CD4077 集成電路圖Fig 3.1 The diagram of CD4077中，同或門的研究尚且較少，目前僅有文的探討，本文依據(jù)經(jīng)典電路的邏輯表達(dá)式 QCA 固有的設(shè)計理論，設(shè)計了五種同或輸入模塊，如表 3.1 所示。由于五輸入擇入擇多門模塊為理念設(shè)計了兩種同或門模的同或門分別在可靠性，能耗和 QCA ，通過比較后得出一種最優(yōu)的同或門模塊等。下面將一一介紹這幾種分析方法。表門模塊�；蜷T

圖 3.2 同或門經(jīng)典電路圖Fig 3.2 The diagram of classic circuit for XNORF M ( M ( A, 0, B) ,1, M ( A, 0, B))FoutAB圖 3. 3 同或門 QCA 電路圖Fig 3.3 The diagram of XNOR for QCA
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 楊曉闊;蔡理;黃宏圖;;基于量子元胞自動機(jī)的奇偶校驗系統(tǒng)分塊設(shè)計[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2010年04期

2 林明通;余峰;張志林;;氧化鋅基薄膜晶體管最新研究進(jìn)展[J];光電子技術(shù);2008年04期

本文編號：2869083