یک تمام جمع کننده برگشت پذیر تاخییر پایین و توان پایین با استفاده از گیتهای Toffoli

مهندسی مخابرات جنوب

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 24 تیر 1402   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jce.2023.1988197.1207

نویسندگان

سیده فاطمه دیماد¹؛ نبی اله شیری^{* 2}؛ فرشاد پسران³

¹گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی 1، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، شیراز، ایران

²دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد شیراز

³دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شیراز

چکیده

مدارهای برگشت پذیر به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند در کاربردهای با قابلیت صرفه جویی در انرژی مفید هستند.از این رو، با استفاده از فناوری ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی 32 نانومتری (CNTFET) و با تکیه برگیت‌های برگشت‌پذیر Toffoli، یک مدار تمام جمع‌کننده جدید ارائه می‌شود. مدار پیشنهادی دارای 4 گیت اصلی Toffoli و 18 ترانزیستور است. 3 گیت از 4 گیت دارای شماتیک ترانزیستور یکسان با یک ترانزیستور ثابت روشن هستند، اما گیت باقیمانده فقط دو ترانزیستور دارد. مدار پیشنهادی دارای 3 ورودی ثابت و 4 خروجی زائد می باشد. به عنوان یک روش جدید، در مدار پیشنهادی، تنها از یک نوع گیت برگشت پذیر استفاده می شود. نتایج نشان دهنده برتری مدار پیشنهادی از نظر مصرف توان و اتلاف انرژی است. با پیاده سازی مدار پیشنهادی و مدارهای دیگر در جمع کننده زنجیره ای (RCA) 4 بیتی و 8 بیتی، مدار پیشنهادی نسبت به رقیب اصلی به ترتیب 6.83% و 11.25% از نظر توان و انرژی بهبود را نشان می دهد. همچنین در یک RCA با 8 بیت، مدار پیشنهادی 2 درصد نسبت به نزدیکترین رقیب و 27 درصد نسبت به بدترین مدار از نظر توان-تاخیر-سطح مصرفی (PDAP) صرفه جویی دارد. این نتایج مدار طراحی شده را به عنوان یک گزینه مطلوب برای سازه های پیچیده تر با بیت های مرتبه بالا نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

جمع کننده؛ طراحی برگشت پذیر؛ توان پایین؛ سرعت بالا؛ جمع کننده بیت نقلی

مراجع