شماره دانشجویی : 93133009
نام و نام خانوادگی : حمید رشیدی
عنوان پایان نامه : بهبود عملکرد مالتی پلکسر در تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی
رشته تحصیلی : مهندسی برق – الکترونیک
مقطع تحصیلی : کارشناسی ارشد ناپیوسته
استاد راهنما : دکتر عبدالحسین رضائی
چکیده : کاربرد مدارهای الکترونیکی در مقیاس نانو، تکنولوژی CMOS  را بدلیل داشتن برخی محدودیت ها مانند اثر کانال کوتاه ، تلفات توان، جریان نشتی و غیره با چالش جدی روبرو کرده است. همچنین به دليل سرعت چشمگير افزايش تعداد ترانزيستورها درون تراشه ها، کاهش ابعاد ترانزيستور ضروری می‌باشد. اخیرا ” پژوهش های فراوانی برای یافتن جایگزین مناسبی به جای تکنولوژی CMOS صورت گرفته است، که یکی از تکنولوژی های پیشنهادی جهت جایگزین شدن با تکنولوژی CMOS، تکنولوژی اتوماتای سلولی کوانتومی (QCA ) می‌باشد. اتوماتای سلولی کوانتومی یکی از تکنولوژی های پیشنهادی و نوین در مقیاس نانو می‌باشد، که می‌توان بدلیل داشتن مزایایی مانند ابعاد بسیار کوچک، سرعت بالا، تاخیر و توان مصرفی بسیار پایین، آن را از تکنولوژی CMOS برتر دانست.  در این تکنولوژی اطلاعات از طریق بر هم کنش کولمبی  بین بارها، منتقل می‌شوند. هر سلول QCA شامل چهار نقطه کوانتومی و دو بار الکترون آزاد می‌باشد. در تکنولوژِی QCA بر خلاف تکنولوژی CMOS بدلیل عدم وجود جریان الکتریکی در مدارات، دارای توان تلفاتی پایین، سرعت بالا، مساحت کم، و چگالی بالا می‌باشند. با توجه به این امر تاکنون مطالعات فراوانی در خصوص مدارات مبتنی بر QCA صورت پذیرفته است. همچنین از این تکنولوژی به‌طور گسترده ای برای طراحی مدارات دیجیتال مانند مدارات جمع کننده، مدارات ضرب کننده و مدارات مالتی پلکسر  استفاده‌شده است. مالتی پلکسر یکی از عناصر مهم در پیاده‌سازی مدارات دیجیتال می‌باشد، که در طراحی مدارات ترکیبی و ترتیبی نقش کلیدی دارد. برای مثال، در یک مدار RAM cell، Row decoder، ALU  و همچنین در الگوریتم‌های رمزنگاری می‌تواند بکار برود. در مدارات پیاده‌سازی شده در QCA هم، مالتی پلکسر می‌تواند به کار برده شود.

در همين راستا در اين پایان‌نامه به بررسی مدارات مالتی پلکسر پیاده‌سازی شده در تکنولوژی QCA پرداخته‌شده و همچنین ساختارهای جدید و موثری جهت طراحی مالتی پلکسر در تکنولوژی QCA به ترتیب زیر ارائه و موردبررسی قرارگرفته شده است:

–             ارائه ساختارهای جدید و مؤثر برای مالتی پلکسر 2:1، به‌عنوان ماژول منطقی پایه برای طراحی مالتی پلکسر های مرتبه بالاتر.

–             ارائه و طراحی مالتی پلکسرهای 4:1 براساس ماژول منطقی پایه.

–             ارائه و طراحی مالتی پلکسرهای 8:1 براساس ماژول منطقی پایه.

–             پیاده‌سازی و شبیه‌سازی ساختارهای پیشنهادی توسط نرم‌افزار QCAdesigner نسخه 2.0.1.

تمام ساختارهای پیشنهاد شده در این پایان نامه، تنها در یک لایه پیاده سازی شده اند.  بعنوان نتایج بدست آمده، ساختار مالتی پلکسرهای 2:1 نوع اول، نوع دوم و نوع سوم به ترتیب شامل 14 سلول QCA و مساحتµm2 01/0، 17 سلول QCA و مساحت µm2 02/0، 15 سلول QCA و مساحت µm2 01/0 می باشند. نتایج شبیه سازی و مقایسات صورت گرفته نشان می دهندکه ساختارهای پیشنهادی در این پایان نامه نسبت به طرح های قبلی از لحاظ پارامترهایی نظیر مساحت اشغالی، تاخیر، تعداد سلول های QCA و پیچیدگی بسیار موثر و بهینه تر می باشند.

کلمات کلیدی : تکنولوژی نانو ، اتوماتای سلولی کوانتومی، clock zone، نقاط کوانتومی ، مالتی پلکسر، سلول QCA ، QCADesigner
تاریخ دفاع : 1395