《信息与电子工程前沿(英文)》
>> 2022年
第23卷
第8期
doi:
10.1631/FITEE.2100287
用于设计量子点元胞自动机算术电路的可扩展 1 位全加器
伊斯兰阿扎德大学科学与研究部电气与计算机工程系,伊朗德黑兰市,1477893855
收稿日期:
2021-06-17
录用日期:
2022-08-22
发布日期:
2022-08-22
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摘要
近年来,在纳米尺度上使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术设计逻辑电路面临着各种挑战。漏电流、短效应沟道和高能量耗散是一些亟待解决的问题。量子点元胞自动机(QCA)代表了未来可能替代CMOS的一种合适选择,因为与标准CMOS相比,它消耗的能量微不足道。设计算术电路关键是基于1位全加器的结构。低复杂度的全加器模块有利于开发各种复杂结构。本文介绍了基于单元交互的可扩展1位QCA全加器结构。我们提出的全加器包含QCA设计偏好,例如使用的单元数量少、延迟低和占用面积小。此外,所提结构已扩展到更大的电路,包括4位行波进位加法器(RCA)、4位行波借位减法器(RBS)、加/减电路和2位阵列乘法器。所有设计均使用 QCA Designer-E 2.2版软件进行仿真和验证。该工具可以估计能量消耗以及评估电路的性能。仿真结果表明,所提设计在复杂度、面积、延迟、成本和能量消耗方面都是有效的。