دوره 22، شماره 1 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 22 شماره 1 1404 )
جلد 22 شماره 1 صفحات 47-39 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Shahraki S. Optimal Design Of A New Fault Tolerant Three-Input Majority Gate Based on Quantum Dot Cellular Automata Technology. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2025; 22 (1) :39-47
URL: http://jiaeee.com/article-1-1703-fa.html
URL: http://jiaeee.com/article-1-1703-fa.html
شهرکی سمیرا. طراحی بهینه گیت اکثریت سه ورودی جدید با قابلیت تحمل پذیری در برابر خطا مبتنی بر تکنولوژی آتاماتای کوانتومی سلولی. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1404; 22 (1) :39-47
گروه مهندسی کامپیوتر – دانشکده فنی و مهندسی – دانشگاه سراوان
چکیده: (176 مشاهده)
آتاماتای کوانتومی سلولی (به اختصار QCA) تکنولوژی جدیدی در مقیاس نانو است که میتواند بعنوان یک جایگزین برای تکنولوژی CMOS به شمار رود. عملکرد قابل قبول این تکنولوژی در طراحی مدارهای کارآمد با توان مصرفی پایین، آن را به یکی از حوزه های مورد علاقه پژوهشگران تبدیل کرده است. یکی از مهمترین چالشها برای طراحان و پژوهشگران این حوزه، حذف و یا اضافه شدن سلول، چرخش و جابجایی سلول از مکان اصلی خود است. بنابراین طراحی مدارهایی که در برابر این خطاها عملکرد قابل قبولی داشته باشند میتواند به رفع این چالش کمک کند. به همین منظور در این مقاله یک گیت اکثریت سه ورودی جدید معرفی شده است که از 17 سلول ساده و چرخان تشکیل شده است و حدود 0.02 میکرومترمربع مساحت و 4.89 × e-003MeV انرژی مصرفی دارد. در ادامه آنالیز کاملی در خصوص تحمل پذیری گیت معرفی شده در برابر خطاهای حذف سلول، جابجایی سلول و رسوب سلول اضافی صورت گرفته است. نتایج حاکی از آن است که گیت معرفی شده در برابر خطاهای حذف تک سلول 92درصد، حذف دو سلول 84درصد و رسوب سلول اضافی 100درصد تحمل پذیر است. عملکرد گیت معرفی شده با استفاده از شبیه ساز QCA Designer 2.0.3 به اثبات رسیده است و انرژی مصرفی گیت معرفی شده نیز با استفاده از شبیه ساز QCA Designer-E محاسبه شده است.
چکیده مبسوط [PDF 176 KB] (8 دریافت)
فهرست منابع
1. [1] Lent, C. S., Tougaw, P. D., Porod, W., & Bernstein, G. H. (1993). Quantum cellular automata. Nanotechnology, 4(1), 49. [DOI:10.1088/0957-4484/4/1/004]
2. [2] Tougaw, P. D., & Lent, C. S. (1994). Logical devices implemented using quantum cellular automata. Journal of Applied physics, 75(3), 1818-1825. [DOI:10.1063/1.356375]
3. [3] Sherizadeh R, Navimipour NJ (2018) Designing a 2-to-4 decoder on nanoscale based on quantumdot cellular automata for energy dissipation improving. Opt Int J Light Electron Opt 158:477-489 [DOI:10.1016/j.ijleo.2017.12.055]
4. [4] Seyedi S, Navimipour NJ (2018) An optimized three-level design of decoder based on nanoscale quantum-dot cellular automata. Int J Theor Phys 57(7):2022-2033 [DOI:10.1007/s10773-018-3728-0]
5. [5] Seyedi S, Navimipour NJ (2018) Design and evaluation of a new structure for fault-tolerance fulladder based on quantum-dot cellular automata. Nano Commun Netw 16:1-9 [DOI:10.1016/j.nancom.2018.02.002]
6. [6] Gadim MR, Navimipour NJ (2018) A new three-level fault tolerance arithmetic and logic unit based on quantum dot cellular automata. Microsyst Technol 24:1-11 [DOI:10.1007/s00542-018-3716-6]
7. [7] Seyedi S, Navimipour NJ (2017) An optimized design of full adder based on nanoscale quantum-dot cellular automata. Opt Int J Light Electron Opt 158:243-256 [DOI:10.1016/j.ijleo.2017.12.062]
8. [8] Ahmadpour, S. S., Mosleh, M., & Rasouli Heikalabad, S. (2020). The design and implementation of a robust single-layer QCA ALU using a novel fault-tolerant three-input majority gate. Journal of Supercomputing, 76(12). [DOI:10.1007/s11227-020-03249-3]
9. [9] Riki, S., & Serajeh Hassani, F. (2023). Designing a one-bit coplanar QCA ALU using a novel robust area-efficient three-input majority gate design. The Journal of Supercomputing, 1-22. [DOI:10.1007/s11227-023-05280-6]
10. [10] Riki, S., & Hassani, F. S. (2022). Research Paper A Robust Single Layer QCA Decoder Using a Novel Fault Tolerant Three Input Majority Gate. Journal of Optoelectronical Nanostructures, 7(3), 23-45.
11. [11] Danehdaran, F., Khosroshahy, M. B., Navi, K., & Bagherzadeh, N. (2018). Design and power analysis of new coplanar one-bit full-adder cell in quantum-dot cellular automata. Journal of Low Power Electronics, 14(1), 38-48. [DOI:10.1166/jolpe.2018.1529]
12. [12] Wang, X., Xie, G., Deng, F., Quan, Y., & Lü, H. (2018). Design and comparison of new fault-tolerant majority gate based on quantum-dot cellular automata. Journal of Semiconductors, 39(8), 085001. [DOI:10.1088/1674-4926/39/8/085001]
13. [13] Asfestani, M.N., Heikalabad, S.R.: A unique structure for the multiplexer in quantum-dot cellular automata to create a revolution in design of nanostructures. Physica B: Condensed Matter 512, 91{99 (2017) [DOI:10.1016/j.physb.2017.02.028]
14. [14] Ahmadpour, S. S., & Mosleh, M. (2019). New designs of fault-tolerant adders in quantum-dot cellular automata. Nano Communication Networks, 19, 10-25. [DOI:10.1016/j.nancom.2018.11.001]
15. [15] Timler, J., & Lent, C. S. (2002). Power gain and dissipation in quantum-dot cellular automata. journal of applied physics, 91(2), 823-831. [DOI:10.1063/1.1421217]
16. [16] Safoev, N., Jeon, J.-C.: Low area complexity demultiplexer based on multilayer quantum-dot cellular automata. International Journal of Control and Automation 9(12), 165{178 (2016). [DOI:10.14257/ijca.2016.9.12.15]
17. [17] Huang, J., Momenzadeh, M., Lombardi, F.: On the tolerance to manufacturing defects in molecular qca tiles for processing-by-wire. Journal of Electronic Testing 23(2), 163{174 (2007) [DOI:10.1007/s10836-006-0548-6]
18. [18] Roohi, A., DeMara, R.F., Khoshavi, N.: Design and evaluation of an ultra area-eficient fault-tolerant qca full adder. Microelectronics Journal 46(6), 531{542 (2015) [DOI:10.1016/j.mejo.2015.03.023]
19. [19] Momenzadeh, M., Huang, J., Tahoori, M.B., Lombardi, F.: Characterization, test, and logic synthesis of and-or-inverter (aoi) gate design for qca implementation. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems 24(12), 1881{1893 (2005) [DOI:10.1109/TCAD.2005.852667]
20. [20] Foroutan, S.A.H., Sabbaghi-Nadooshan, R., Mohammadi, M. and Tavakoli, M.B. Investigating multiple defects on a new fault-tolerant three-input QCA majority gate. The Journal of Supercomputing, (2021) pp.1-21. [DOI:10.1007/s11227-020-03567-6]
21. [21] Kumar, D. and Mitra, D. Design of a practical fault-tolerant adder in QCA. Microelectronics Journal, 53 (2016) pp.90-104. [DOI:10.1016/j.mejo.2016.04.004]
22. [22] Ahmadpour, S. S., & Mosleh, M. A novel fault-tolerant multiplexer in quantum-dot cellular automata technology. The Journal of Supercomputing, 74(9) (2018) 4696-4716. [DOI:10.1007/s11227-018-2464-9]
23. [23] Sun, M., Lv, H., Zhang, Y. and Xie, G. The fundamental primitives with fault-tolerance in quantum-dot cellular automata. Journal of Electronic Testing, 34(2) (2018) pp.109-122. [DOI:10.1007/s10836-018-5723-z]
24. [24] Moghimizadeh, T., & Mosleh, M. (2019). A novel design of fault-tolerant RAM cell in quantum-dot cellular automata with physical verification. The Journal of Supercomputing, 75(9), 5688-5716. [DOI:10.1007/s11227-019-02812-x]
25. [25] Khan, A., & Arya, R. (2022). Towards the Design and Analysis of Multiplexer/Demultiplexer using Quantum dot Cellular Automata for Nano Systems. Journal of New Materials for Electrochemical Systems, 25(1). [DOI:10.14447/jnmes.v25i1.a09]
26. [26] Seyedi, S., Navimipour, N. J., & Otsuki, A. (2021). Design and analysis of fault-tolerant 1: 2 demultiplexer using quantum-dot cellular automata nano-technology. Electronics, 10(21), 2565. [DOI:10.3390/electronics10212565]
27. [27] Ni, J., & Chu, Z. (2021, October). An Efficient Demultiplexer Design in Quantum-dot Cellular Automata. In 2021 IEEE 14th International Conference on ASIC (ASICON) (pp. 1-4). IEEE. [DOI:10.1109/ASICON52560.2021.9620355]
28. [28] Ahmadpour, S. S., Navimipour, N. J., Kassa, S., Misra, N. K., & Yalcin, S. (2023). An ultra-efficient design of fault-tolerant 3-input majority gate (FTMG) with an error probability model based on quantum-dots. Computers and Electrical Engineering, 110, 108865. [DOI:10.1016/j.compeleceng.2023.108865]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است. |
