12161

12161

بهبود مدارات حافظه در اتوماتاي سلولي كوانتومي

كارشناسي ارشد

كامپيوتر ( معماري سيستم‌هاي كامپيوتري)

مهرماه 1392

مهرماه 1392

دكتر محسن سرياني

چكيده اتوماتاي سلولي كوانتومي (QCA) تكنولوژي جديدي براي توليد منطق دودويي مي‌باشد. اتوماتاي سلولي كوانتومي بجاي استفاده از جريان الكتريكي براي بوجود آوردن منطق دودويي، از تعامل كلمبي بين ذرات كوانتومي استفاده مي‌كند. اين تكنولوژي زمينه جديدي براي طراحي مدارات با چگالي زياد، سرعت بالا و توان مصرفي پايين را در ابعاد نانومتري فراهم مي‌آورد. در اين پايان‌نامه روشي جديد براي كاهش مساحت و تاخير مدارات در QCA ارائه شده است. اين روش بر پايه استفاده از نتايج مياني بي‌اهميت بنا شده است. مالتي‌پلكسر دو به يك جديدي با استفاده از اين روش پيشنهاد شده است. اين مالتي‌پلكسر جديد تاكنون داراي كمترين تاخير و مساحت نسبت به مدارات اخير است. اين مالتي‌پلكسر تنها از سلول‌‌هاي 90 درجه ساخته شده است. همچنين سه دي‌مالتي‌پلكسر در اين پايان‌نامه پيشنهاد شده است. يكي از اين دي‌مالتي‌پلكسرها با استفاده از روش پيشنهادي مذكور از لحاظ تاخير و مساحت بهبود يافته است. برپايه مالتي‌پلكسر دو به يك پيشنهاد شده سه مالتي‌پلكسر چهار به يك مختلف پيشنهاد شده است. مالتي‌پلكسرهاي پيشنهادي از لحاظ تاخير، مساحت، چگالي و تعداد سلول‌هاي ثابت با مالتي‌پلكسرهاي اخير مقايسه شده است. مالتي‌پلكسرهاي پيشنهاد شده داراي مساحت كمتري بودند. تحليل مقايسه‌اي ارائه شده نشان داده است كه مالتي‌پلكسرهاي چهار به يك پيشنهادي حدود 50 درصد بهبود مساحت داشتند. در ادامه با استفاده از مالتي‌پلكسر دو به يك پيشنهادي دو D-Latch پيشنهاد شده كه داراي بهبود قابل‌توجهي در مساحت مدار است. همچنين سلول حافظه‌چرخه‌اي با پايه‌ي Row select پيشنهاد داديم. اين سلول حافظه نسبت به مدارات كنوني با همين ساختار، داراي مساحت و تاخير كمتري است. در اين پايان‌نامه يك سلول حافظه چرخه‌اي با توانايي Set/Reset پيشنهاد شده است. اين سلول حافظه نيز داراي مساحت و تاخير كمتري نسبت به كارهاي پيشين است. در پايان با استفاده از لچ‌هاي پيشنهادي دو ثبات انتقالي پيشنهاد داديم كه در طراحي مدارات حافظه داراي كاربرد بسيار است. پيش‌بيني مي‌شود كه روش پيشنهادي ارائه شده براي بهبود مساحت و تاخير ساير مدارات نيز كارا باشد. واژه‌هاي كليدي: اتوماتاي سلولي كوانتومي، مالتي‌پلكسر، دي‌مالتي‌پلكسر، لچ داده، سلول حافظه مبتني بر حلقه، ثبات انتقالي.