基于量子元胞自动机的n位全加器设计

作     者：张辉 解光军 张永强 ZHANG Hui;XIE Guang-jun;ZHANG Yong-qiang

作者机构：合肥工业大学微电子学院安徽合肥230009 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.JZ2020HGTA0085) 青年教师科研创新启动专项(No.JZ2020HGQA0162) 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2024年第52卷第2期

页      码：626-632页

摘      要：量子元胞自动机(Quantum-dot Cellular Automata,QCA)以其功耗低、纳米级设计、运算速度高等特点被认为是一门新兴技术,在不久的将来有望取代CMOS工艺,用于量子计算机的电路设计.近年来,在QCA电路中有很多使用三输入择多门(M3)和三输入异或门(XOR^(3))设计的全加器(Full Adder,FA).本文以这两种逻辑门为基础,结合QCA电路特有的时钟特点,设计了三种新型的n位全加器(FA1,FA2,FA3).FA1只使用了一个1位全加器,它的元胞的数量和电路面积比已发表的8位全加器至少减少了78%和90%,但一个时钟周期只能完成1位计算,延迟较大;FA2的元胞的数量和电路面积比已发表的8位全加器至少减少了47%和63%,可以在一个时钟周期内完成2位计算;FA3在一个时钟周期内可以进行4位计算,延迟最小.FA1、FA2和FA3作为n位全加器,随着全加器位数的增加,它们的元胞的数量和电路面积是不会改变的,这是以往设计所不能实现的.

主 题 词：量子元胞自动机 全加器 三输入择多门 三输入异或门 时钟延迟 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.12263/DZXB.20220324

馆 藏 号：203127287...