بخشی از مقاله
چکیده
امروزه از مکمل اکسید فلز نیمههادی - CMOS - برای پیادهسازی ترانزیستورها در سیستمهای VLSI استفاده میشود. بهدلیل سرعت چشمگیر افزایش تعداد ترانزیستورها درون تراشه، کاهش ابعاد ترانزیستور ضروری میباشد. از جمله عواقب ناشی از کاهش اندازه ترانزیستورها میتوان به جریان نشتی و اتلاف توان اشاره کرد. در بین تکنولوژیهای ارائه شده در ابعاد نانو، اتوماتای کوانتومی نقطه سلولی - QCA - به دلیل خواص برجستهای چون چگالی بسیار بالا، سرعت عملکرد سریع در محدوده فرکانس تراهرتز جایگزینی برای CMOS است.
-1 مقدمه
با توجه به قانون مور، تعداد ترانزیستورها در یک منطقه واحد در هر 24 ماه دو برابر میشود .[1] کاهش اندازه ترانزیستورها عواقبی رابهدنبال دارد، از عواقب ناشی از کاهش اندازه ترانزیستورها میتوان به نشتی جریان، تلفات توان،ضخامت اکسید و تداخل و مهاجرت الکترونها اشاره کرد. کاهش اندازه گیت اکسید موجب افزایش میدان در سرتاسر گیت میشود و موجب تونلزنی الکترونها از گیت به زیرلایه و از زیر لایه به گیت میشود.[2]از اینرو بسیاری از محققان بر این مشکل متمرکز شدهاند که با توجه به افزایش تقاضا برای مدارهای متراکمتر و سریعتر جایگزینی برای تکنولوژی CMOS بیابند.
فناوری نانو نقطه همگرایی علوم مختلف در آینده است. در این میان شاخه نانو الکترونیک یکی از پرکاربردترین شاخههای این فناوری میباشد. امروزه افزایش سرعت انتقال دادهها وکوچک کردن هرچه بیشتر وسائل الکترونیکی از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا کوچک شدن ابعاد و وسائل الکترونیکی علاوه بر افزایش سرعت پردازش، کاهش توان مصرفی را نیز به همراه خواهد داشت و نانوالکترونیک میتواند در رسیدن به ابعاد هرچه کوچکتر راهگشا باشد.
-2 پیشینه تحقیق
در مدارات QCA کلاک برای قدرتدهی و همزمانسازی مدارات استفاده میشود. یک طراح QCA چهار منطقه کلاک دارد: کلاک 0 ، کلاک1، کلاک 2 و کلاک 3 .هر ناحیه کلاک در چهار فاز است: فاز تغییر، فاز نگهداری، فاز انتشارو فاز استراحت. QCA یک روش نو برای پیادهسازی مدارات است و پیادهسازی مدارهای با کارایی بالا در این زمینه اهمیت بسیار دارد، از اینرو در این مقاله به پیادهسازی یک نوع ضربکننده - m GF - 2 بهنام Mastrovito در QCA میپردازیم. سپس طراحیمعرفی شده در نرمافزار [9] QCA Designer شبیهسازی میشود.
اساس ضربکننده Mastrovito برحسب ضربکننده عناصر میدان است. ضربکننده Mastrovito به دلیل اینکه کمترین میزان گیت را در ضربکنندههای سنتی دارد و اینکه به عنوان یک ضربکننده برای معماری حوزه ترکیبی مورد استفاده قرار میگیرد نماینده مناسبی از ضربکنندههای عناصر میدان میباشد.[10] چندین دلیل برای انتخاب این معماری به عنوان نماینده ضربکنندههای استاندارد وجود دارد. اول، کمترین میزان گیت در ضربکنندههای سنتی اساس استاندارد دارد. دوم، و شاید مهمترین آن، به عنوان یک ضربکننده حوزه زمینی برای معماری حوزه ترکیبی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
