10067

10067

بهبود ضرب كننده در تكنولوژي اتوماتاي سلولي كوانتومي QCA

درجه كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري اطلاعات و ارتباطات ICT گرايش مخابرات امن

فروردين 1391

فروردين 1391

دكتر محسن سرياني

چكيده اتوماتاي سلولي كوانتومي يك نانو فناوري جديد است كه بستري مناسب براي طراحي مدارات الكترونيك ديجيتال ارايه مي نمايد. فناوري QCA سبب مصرف توان بسيار پايين، سرعت فوق العاده بالا و قابليت فشرده سازي چشمگير مي شود كه كاربرد مناسبي در ساخت كامپيوترهاي نسل آينده دارد. در اين فناوري وضعيتهاي منطقي توسط سطح ولتاژ نمايش داده نمي شود بلكه با توجه به موقعيت هر الكترون نمايش داده مي شود و روشي برايجايگزيني فناوري مرسوم CMOS است. اين فناوري در سالهاي اخير از محبوبيت چشمگيري برخوردار و مطالعات زيادي بر روي مدارات QCA انجام شده كه نشان مي دهدQCA مي تواند براي طراحي مدارات محاسباتي همه منظوره، مدارات حافظه،پياده سازي الگوريتم هاي رمزنگاري و مانند آنها كاربرد داشته باشد. در اين پايان نامه پس از بررسي ساختارضرب كننده ها، مدار ضرب كننده ساخته شده با سلولهاي كوانتومي را مورد مطالعه قرار داده و يك ضرب كننده آرايه اي دو بيتي با استفاده از فناوري اتوماتاي سلولي كوانتومي طراحي نموديم كه در مقايسه با ضرب كننده هاي قبلي از ساختار ساده تر و سرعت بالاتري برخوردار است. همچنين يك سلول ضرب كننده طراحي كرديمكه بعنوان سلول پايه براي طراحي ضرب كننده هاي آرايه اياستفاده شود. با توجه به اينكه جزء بنيادي مدارات مختلف محاسباتي و مقايسه كننده ها، ضرب كنندها و تقسيم كننده ها تمام جمع كننده مي باشد. در اين پروژه از تمام جمع كننده هاي بهبود يافته استفاده شده تا حداقل تعداد سلولها بكار گرفته شود كه اين امر باعث كاهش مساحت اشغالي مدار ضرب كننده و كاهش تاخير در عمل ضرب گرديد.در اين راستا ضرب كننده آرايه اي دو بيتي طراحي شد كه از نظر مساحت اشغالي و تاخير اجرا تقريبا 4 برابر كمتر از ضرب كننده هاي قبلي مي باشد. همچنين سلول پايه ضرب كننده آرايه اي طراحي شد كه از نظر مساحت اشغالي تقريبا 4/3 درصد و از نظر تاخير اجرا 33 درصد بهبود يافت. كلمات كليدي: اتوماتاي سلولي كوانتومي، گيت اكثريت، گيت N2M ، ضرب كننده آرايه اي،ضرب كنندهQCA، QCADesigner