با طراحی مدارها در ابعاد نانو و مشاهده مشکلات فناوری CMOS، طراحان به دنبال جایگزین¬های مناسب برای این فناوری هستند. آتاماتای سلولی کوانتومی QCA، یکی از این فناوری‌های پیشنهادی است که باتوجه‌به سرعت بالا و توان مصرفی پایین، توجه محققان را به خود جلب کرده است. از طرفی، روش ورودی انتشار گیت GDI یک روش بهبود توان و مساحت اشغالی است که با استفاده از تعداد ترانزیستور کمتر، منجر به‌سرعت بیشتر، اتلاف توان کم‌تر و كاهش پيچيدگي در توابع بولي شده است. همچنین جمع‌کننده به‌عنوان مدار محاسباتی پایه در طراحی سامانه‌های دیجیتال از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مقاله، یک مدار نیم جمع¬کننده، یک مدار نیم تفریق¬کننده و سه مدار جمع‌کننده جدید در فناوری QCA و به کمک بلوک GDI بهبودیافته، طراحی شده است. شبیه‌سازی این مدارها با استفاده از نرم‌افزار QCADesigner و در فناوری 18 نانومتر مزیت‌های استفاده هم‌زمان از فناوری QCA و روش GDI به‌صورت هم‌زمان را نشان می¬دهد. نتایج حاصل از مقایسه و ارزیابی مدارهای پیشنهادی نسبت به بهترین جمع‌کننده موجود، بیانگر کاهش تا حدود 55% در مساحت اشغالی، کاهش محسوس تعداد سلول‌ها و تأخیری برابر و یا کمتر تا 28% نسبت به کارهای موجود است. تفاصيل المقالة

آتوماتای سلولی نقطه کوانتومی (QCA) یک فناوری جدید با سرعت بالا، مصرف توان کم، چگالی بالا و پیچیدگی پایین نسبت به فناوری‌های قدیمی مانند نیم‌رسانای اکسید-فلز مکمل (CMOS) است. از طرفی، روش ورودی انتشارگیت (GDI)، یک روش موفق در سامانه‌‌‌های کم‌مصرف است. این روش باعث کاهش پیچیدگی، کاهش مساحت و کاهش میزان مصرف انرژی در مدارهای طراحی‌‌شده با این روش است. این روش، اجرای طیف گسترده‌‌ای از توابع منطقی پیچیده را تنها با استفاده از دو ترانزیستور به‌‌عنوان بلوک اصلی، امکان‌‌پذیر می‌‌کند. در این مقاله، بلوک GDI مبتنی بر QCA تنها با 11 سلول پیشنهاد شده که به‌‌عنوان واحد طراحی استاندارد، قادر به اجرای توابع اساسی مانند AND، OR، NOT، BUFFER، MUX و XOR برای پیاده‌‌سازی مدارهای دیجیتال است. نتایج شبیه‌‌سازیِ توابع، توسط نرم‌افزار QCADesigner در فناوری 18 نانومتر، نشان ‌‌دهنده عملکرد بهتر سلول هم‌‌سطح پیشنهادی است؛ به‌‌نحوی که سلول پیشنهادی، 1 سیکل ساعت تاخیر برای اجرای عملکردها دارد. همچنین تحلیل میزان مصرف انرژی و توان مصرفی مدارهای طراحی‌‌شده توسط نرم‌افزار QCADesigner انجام شده است. 31 درصد کاهش در تعداد سلول‌‌ها، 50 درصد کاهش در سطح و 17 درصد کاهش در اتلاف انرژی کل از مزایای طرح پیشنهادی نسبت به طرح‌های پیشین است. تفاصيل المقالة