شبيه‌‍‍‍‍سازي واحد محاسباتي و پردازشي منطقي در آتوماتاي سلولي كوانتومي نقطه اي

(Simulation of an ALU in Quantum-dot Cellular Automata (QCA

آتوماتاي سلولي كوانتومي نقطه‌اي (به اختصار QCA) به دليل مصرف پايين انرژي، سرعت بالاتر و كوچك‌تر بودن سايز در مقايسه با تكنولوژي CMOS يكي از چندين تكنولوژي نانوي جايگزين در حال ظهور براي مدارات الكترونيكي است. سلول كوانتومي نقطه‌اي براي پياده‌سازي گيت‌هاي منطقي و سيم‌ها مي‌تواند استفاده شود كه بلوك‌هاي اساسي ساختمان مدارهاي تكنولوژي نانو هستند. واحد ALU واحدي پردازشي و محاسباتي مي‌باشد كه طراحي آن با استفاده از مدارات تركيبي انجام مي‌شود كه سبب كاهش پيچيدگي شبيه‌سازي منطقي مي‌شود. يك واحد ALU در QCA مي‌تواند براي n ورودي تعريف شود كه براي آن‌ها نيز خروجي‌هاي گوناگوني هم مي‌تواند تعريف شود، در اين مقاله ALU ارائه شده داراي 3 ورودي تك بيتي بوده كه براي آن‌ها خروجي‌هاي Buffer، Not، AND، OR، NAND، NOR، XOR و Full Adder تعريف شده است. براي شبيه‌سازي و بررسي نتايج به‌دست آمده از واحد ALU طراحي شده از نرم‌افزار QCA Designer نسخه 2.0.3 بهره برده شده است.

Quantum dot cellular automata (QCA) is one of the most substitute emerging nanotechnologies for electronic circuits, because of lower power consumption, higher speed and smaller size in comparison with CMOS technology. The basic devices, a Quantum dot cells can be used to implement logic gates and wires. As It is a fundamental building block for nanotechnology circuits. The ALU unit is a computing and processing unit that is designed using combined circuits, which reduces the c0omplexity of logical simulation. An ALU unit in the QCA can be defined for n inputs, which can also be defined for different outputs. In this paper, the proposed ALU contains three 1bit inputs for which the outputs of Buffer, Not, AND, OR, NAND, NOR, XOR and FullAdder are defined. To simulate and review the results obtained from the ALU unit, the QCA Designer 2.0.3 software has been used