Skip to main content
SUPERVISOR
مسعودرضا هاشمی (استاد راهنما) کیوان ناوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Samane Firouzi
ثمانه فیروزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Design and Evaluation of Efficient Arithmetic and Logical Circuits Based On the Five-Input Majority Gate in Quantum-Dot Cellular Automata
Due to the impressive development of computers in the recent decades, reducing the dimensions of the integrated circuits became necessary. However, limitations in the nature of MOSFET technology has caused the reduction of the dimensions of the semiconductor transistors to face different problems such as effects of short circuits, high leak power consumption, material restrictions and therefore, the desired conditions and circumstances are not met. To overcome these challenges, new nanotechnologies such as Single Electron Transistors, Quantum Cellular Automata and Field-Effect Transistors are considered and studied widely as possible replacement for MOSFET. Quantum Cellular Automata is a set of quantum cells. Each quantum cell contains four quantum-dots and two electrons which are able to be transferred from a quantum-dot in a cell to another quantum-dot in the same cell by tunneling, and thereby, encode binary data based on the position of the electrons. Majority gates are one of the key elements in Quantum Cellular Automata. It is possible to produce any basic logical functions using a majority gate added by an inverter gate. In this work, three new designs for majority gates are designed and introduced. In addition, by using these gates, logical circuits and four innovative Full-Adder cells are designed and implemented. Afterwards, these circuits have been compared with their latest similar samples and have been evaluated and their advantage has been proven. Keywords: Quantum Cellular Automata, Majority Gate, Full Adder, Nanoelectronic
با توجه به رشد چشم‌گیر رایانه‌ها در دهه‌های اخیر، کاهش ابعاد مدارهای مجتمع امری ضروری است. حال آنکه محدودیت‌های ذاتی فناوری ماسفت(MOSFET)سبب شده‌است که کاهش ابعاد ترانزیستورهای نیمه‌هادی با مشکلات مختلفی مانند اثرات اتصال‌کوتاه،مصرف توان نشتی بالا، محدودیت‌های مواد و... مواجه شده و شرایط مورد انتظار حاصل نشود. برای غلبه بر این چالش‌ها، فناوری‌های نانومتری جدیدی مانند ترانزیستورهای تک‌الکترونی، آتوماتای سلولی کوانتومی و ترانزیستورهای اثرمیدانیبه‌عنوان جایگزین‌های احتمالی ماسفتبه‌صورت گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. آتوماتای سلولی کوانتومی چیدمانی از سلول‌های کوانتومی پایه است. هرسلول پایه شامل چهار نقطه‌ی کوانتومیو دو الکترون است که می‌توانند از طریق تونل‌زنی از‌یک نقطه‌ی کوانتومی در‌یک سلول به نقطه‌ی کوانتومی دیگر در همان سلول منتقل شوند و به این‌ترتیب اطلاعات باینری با توجه محل قرارگرفتن الکترون‌ها کد‌شوند. دروازه‌های تابع رای اکثریتاز عناصر کلیدی در آتوماتای سلولی کوانتومی هستند. با در اختیار داشتن‌یک دروازه‌ی تابع رای اکثریت، به‌همراهیک دروازه‌ی معکوس‌کننده، می‌توان تمامی توابع منطقی پایه را تولید کرد. در این پایان‌نامه سه طرح جدید برای دروازه‌ی تابع رای اکثریت طراحی شده‌است. همچنین با استفاده از این دروازه‌ها، مدارهای منطقی و چهار سلول تمام‌جمع‌کننده‌ی ابتکاری طراحی و پیاده‌سازی شدند. سپس این مدارها با آخرین نمونه‌های مشابه مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند و برتری آن‌ها به اثبات رسید. کلمات کلیدی: 1- آتوماتای سلولی کوانتومی 2-دروازه‌ی تابع رای اکثریت 3- تمام‌جمع کننده4-نانوالکترونیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی