量子点细胞自动机中可逆全加/减法器的新对称和平面设计
摘要：量子点细胞自动机（QCA）是一种新兴的纳米技术，由于速度更快、尺寸更小、功耗更低、更高的集成度和更高的切换频率，成为互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的一种有希望的替代方案。同时，功耗是包括QCA在内的所有纳米电子设计技术的主要限制因素。研究人员提出了各种机制来限制这个问题。其中，可逆计算被认为是降低功耗的可靠解决方案。另一方面，加法器是大多数数字系统的基本电路。本文创新分为三个部分。在第一部分中，提出了一种将不可逆函数转换为可逆函数的方法。该方法具有以下优点：直接将不可逆函数转换为可逆函数，并且是最优的。因此，在该方法中，不使用使用常规可逆块（如Toffoli和Fredkin）的次优方法，拥有最小数量的垃圾输出等。然后，使用该方法，提出了两种新的对称和平面可逆全加器设计。在第二部分中，提出了一种新的对称、平面且容错的五输入多数门。基于设计的门，提出了一种可逆全加器。此外，还提出了一种容错分析方法。在第三部分中，基于第二部分提出的全加器/减法器，设计了三种新的8位可逆全加器/减法器。结果表明，所提出的设计在面积、复杂度、延迟、可逆/不可逆布局以及逻辑级别上具有比现有最佳设计更好的性能，同时具有垃圾输出、控制输入、多数门和非门的数量。
作者：Moein Sarvaghad-Moghaddam, Ali A. Orouji
论文ID：1803.11016
分类：Emerging Technologies
分类简称：cs.ET
提交时间：2019-07-24