طراحی کارآمد تقسیم کننده غیربازیابی برگشت پذیر با قابلیت حفظ توازن

مهندسی مخابرات جنوب

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 25 دی 1402

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jce.2024.2000184.1235

نویسندگان

محمد طالبی¹؛ محمد مصلح^{* 2}؛ محسن چکین¹

¹دانشکده فنی و مهندسی، گروه کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول، دزفول، ایران

²دانشکده فنی و مهندسی، گروه کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحددزفول، دزفول، ایران

چکیده

یکی از چالش‌های اساسی در مدارات مجتمع پرتراکم، اتلاف توان مصرفی است که به واسطه وجود ترانزیستورها در مدارات ایجاد می‌شود و موجب می‌گردد دمای مدار افزایش یابد. طراحی مدارات دیجیتال به شیوه برگشت پذیر می‌تواند به عنوان یکی از رویکردهای کارآمد برای رفع این چالش به کار گرفته شود. علاوه براین، طراحی مدارات برگشت پذیر با قابلیت حفظ توازن می‌تواند در تشخیص اشکالات در مدارات بسیار موثر باشد. تقسیم‌کننده‌ها به عنوان یکی از مدارات پرکاربرد در سیستم-های محاسباتی دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرند. مدارات تقسیم‌کننده متشکل از واحد‌های پایه‌ای جمع‌کننده، مالتی پلکسر و دو مدار ترتیبی ثبات و ثبات شیفت به چپ با قابلیت بار شدن موازی هستند. این مقاله یک طراحی جدید و کارآمد از تقسیم‌کننده غیربازیابی برگشت‌پذیر باقابلیت حفظ توازن ارائه می‌کند. برای این منظور در ابتدا یک نگهدارنده حالت نوع D برگشت پذیر باقابلیت حفظ توازن پیشنهاد شده است. سپس یک ثبات n بیتی برگشت‌پذیر باقابلیت حفظ توازن با استفاده از نگهدارنده حالت برگشت‌پذیر پیشنهادی ارائه گردیده است. در ادامه یک شیفت ثبات (n+1) بیتی برگشت پذیر با ‌قابلیت حفظ توازن با استفاده از نگهدارنده پیشنهادی و سایر دروازه‌های برگشت پذیر پیشنهاد شده است. در نهایت تقسیم-کننده برگشت‌پذیر(n+1) بیتی باقابلیت حفظ توازن بر اساس الگوریتم غیربازیابی توسعه یافته است. نتایج حاصل از مقایسه-ها نشان می‌دهند مدار پیشنهادی از لحاظ معیارهای ارزیابی مدارات برگشت‌پذیر همچون هزینه کوانتومی، تعداد ورودی‌های ثابت و تعداد خروجی‌های زائد در مقایسه با کارهای پیشین برتری دارند.

کلیدواژه‌ها

تقسیم‌کننده؛ غیربازیابی؛ محاسبات‌کوانتومی؛ منطق‌برگشتپذیر؛ حفظ‌توازن