一种容错QCA交叉结构设计

发布时间：2021-09-24 01:50

　　近年来,随着微电子技术的不断发展,CMOS器件的尺寸进一步减小,量子效应越来越明显,出现了高密度、高功耗、复杂的布局布线与串扰等问题,传统微电子技术面临着众多技术的挑战。因此科研人员积极寻找代替传统CMOS的新型器件。在过去的二十年中,许多新兴技术开始出现并急速发展,量子元胞自动机（Quantum-dot Cellular Automata,QCA）是众多可替代器件中最具有代表性的。QCA因提供了一个全新的编码和传递信息的方式,使其可以更简单的实现传统电路中加法器、乘法器、触发器、存储器等逻辑器件,因此有着非常广阔的发展前景。在纳米器件的领域中,QCA定义了一种新的器件结构,对于这个新的系统设计方法,其最主要的特色在于信息流水线式的传输以及同一平面中允许信号线之间相互交叉。能够实现同一平面内的信息传递,关键在于交叉线的设计,交叉线的稳定直接决定着整个电路的稳定,但是目前现有的交叉线在稳定性、容错性以及传输速率上还存在着问题。本文研究如何实现一个具有更加稳定、容错性更高的共面交叉结构。本文首先详细描述了三种共面交叉结构和一种异面交叉结构,这四种结构分别由标准元胞和旋转元胞构成、由四个时钟... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

元胞之间非线性响应函数关系曲线

胞中每个量子点各自的位能；个量子点容纳电子的排斥电能。,, 0 , , , , , , , ,, , , ,( )iellji i j i i j i Q i jQi i j i i ji jn nE n t a a a a E n n VR R (2.哈密顿量是系统的能量算符，是一个描述系统总能量的算符，以算符 H，哈密顿量在大部分的量子理论公式中占十分重要的地位。在量子元胞自动域元胞之间的响应，用公式(2.2)所展示的薛定谔方程来计算哈密顿量。该方时间无关，将上述所示的 4 个参数代入到哈密顿算符中便可以得到关于该元哈密顿量。在计算哈密顿量的同时也可以得出量子点的电荷密度，从而由公式(2.1)计该元胞的极化值。元胞的极化率和温度也有关，当 T 等于 0K、1K、5K 和，所得的元胞极化率曲线即图 2.7 所示的非线性响应曲线。从图中可以看着温度的不断提高，驱动元胞极化率为 0 时的曲线斜率陡峭程度不断变缓度越低时越能快速的达到最大极化值。

图 2. 8 QCA 电路时钟的实现方式Fig 2.8 The realization of QCA circuit clockCA 电路能够完成信息的传递，必须要求这四这里对 CMOS 线中的电信号引入正弦函数(si位，从而使之产生不同的磁场，带动 QCA 电解这四根 CMOS 线上不同的电信号，对此引入CA 电路整个时钟控制顺序分为四个时钟阶段Release、Relax，如图 2.9 所示。 寄存器文件 + 数据存储器 ALU时钟脉冲


本文编号：3406856