دانلود رایگان ترجمه مقاله جمع کننده آتوماتای کوانتومی سلولی هم صفحه بر اساس سه ورودی مفید XOR – الزویر ۲۰۱۷

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

مقدمه
تکنولوژی های متداول مانند تکنولوژی CMOS با مشکلاتی مانند جذب بالای نویز، مصرف انرژی بالا، اثرات اتصال کوتاه [۱] و کاهش کنترل مدخل [۲] مواجه شده اند. در نتیجه، امکان ساخت VLSI با مصرف کم توان، سرعت بالا، چگالی بالا و ساخت آسان، دشوارتر شده است. به این ترتیب، محققان مجبور هستند تا از تکنولوژی های جایگزین استفاده کنند. ترانزیستورهای الکترون تک {۳}، دستگاه های مولکولی {۴}، اسپین ترونیکس (چرخش انتقال الکترونیک) [۵]، اتوماتای سلولی کوانتومی (QCA) {1،۶،۷} و ترانزیستورهای اثر میدان مغناطیسی لوله کربن-نانو (CNTFETs) {8،۹} به عنوان تکنولوژی جایگزین در نظر گرفته شده اند {۱۰ ، ۱۱}.
بر اساس سه ضریب توان، مساحت و تاخیرزمانی، QCA می تواند به عنوان یک جایگزین برای تکنولوژی CMOS مورد توجه قرار گیرد.
در این مقاله، یک گیت سه داده کارمد QCA XOR با استفاده از تعامل صریح بین سلول های QCA پیشنهاد می کنیم. علاوه بر این، ما از نیم فاصله استفاده می کنیم. برای نشان دادن عملکرد مناسب مدخل پیشنهادی XOR، QCA 4 بیتی جمع کننده با بیت نقلی موج گونه (RCA) بر اساس پیشنهاد مدخلQCA XOR ساخته شده است.
معماری پیشنهادی با استفاده از طرح QCAD شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که معماری های پیشنهادی در مقایسه با دیگر معماری QCA دارای مزایایی هستند.
بقیه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: در قسمت “پیشینه تحقیق”، مرورکلی QCA و آثار مربوطه ارائه شده است.

مدخل سه داده جدید QCA XOR در بخش ” معماری پیشنهادی ” پیشنهاد شده است. علاوه بر این، ما یک سلول جمع کننده کامل تک بیتی QCA جدید و یک RCA 4 بیتی جدید بر اساس این دروازه XOR جدید ایجاد می کنیم. بخش «نتایج شبیه سازی و مقایسه» معماری پیشنهادی را با معماری دیگر از QCA مقایسه می کنیم. در نهایت بخش «نتیجه» این مقاله، نتیجه گیری می کند.
پیشینه تحقیق
سلول های کوانتومی
سلول های کوانتومی عناصر تونلی هستند که بر مبادلات و تعامل بین نقاط کوانتومی عمل می کند. سلول های کوانتومی به عنوان بلوک های مربعی شکل می گیرند که دو الکترون در آنها هستند. برخلاف ساختارهای متعارف، مقادیر منطقی در این ساختار با استفاده از سطوح ولتاژ نمایش داده نمی شوند، بلکه بر اساس موقعیت الکترون ها در نقاط کوانتومی تعیین می شود. این مفهوم در سال ۱۹۹۳ توسط لنت و همکاران ارائه شد. [۶] با استفاده از QCA، ناحیه تراشه و مصرف برق به طور قابل توجهی کاهش می یابد و عملکرد فرکانس بطورقابل توجهی افزایش می یابد. شکل ۱ یک سلول کوانتومی ساده را نشان می دهد.
همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، یک فضای مربع با دو الکترون آزاد، سلول کوانتومی را تشکیل می دهد. یک نقطه در هر گوشه به نام نقاط کوانتومی وجود دارد. جفت الکترون در هر سلول می تواند با نقاط کوانتومی تونل حرکت کند، اما به دلیل برهم کنش کولنی بین آنها، که همیشه در قطر قرار دارند، موقعیت الکترون ها در سلول، قطب سلولی را تعیین می کند. این قطبی شدن دارای دو مقدار ۱ و _۱ است که در منطق باینری ۱ و صفر تفسیر می شوند. بنابراین، اگر
یک سلول با قطب ۱ در نزدیکی سلول های دیگر قرار گیرد، به علت انفجار بین الکترونها از دو سلول مجاور، قطب سلولی نیز به ۱ تغییر می کند.
سیم های تماس QCA

شکل ۲ روش های عبور سیم در تکنولوژی QCA را نشان می دهد.
در این تکنولوژی، سیم ها که از سلول های کوانتومی مشابه تشکیل می شوند، برای انتقال اطلاعات با یکدیگر همکاری می کنند. این بدان معنی است که پلاریزاسیون سلول های مجاور در طول سیم به علت تعاملات کولون انتقال داده می شود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Introduction

The conventional technologies such as CMOS technology have faced with problems such as high-noise absorption, high-power consumption, short circuit effects [1], and reducing gate control [2]. As a result, the possibility of constructing VLSI with lowpower consumption, high-speed, high-density and easily build has become more difficult. Thus, the researchers are required to use the substitute technologies. Single electron transistors [3], molecular devices [4], Spintronics [5], Quantum-dot cellular automata (QCA) [1,6,7] and Carbon-Nano-Tube Field Effect Transistors (CNTFETs) [8,9] are considered as replaced technologies [10,11]. Based on three criteria power, area and delay time, QCA can be considered as an alternative for CMOS technology. In this paper, we propose an efficient 3-input QCA XOR gate using explicit interactions between QCA cells. In addition, we have use a half distance. To show the suitable functionality of the proposed XOR gate, a one-bit full adder and a 4-bit QCA Ripple Carry Adder (RCA) is constructed based on the proposed QCA XOR gate. The proposed architectures are simulated using QCADesigner. The simulation results show that the proposed architectures have advantages compared to other QCA architectures. The rest of this paper is organized as follows. In Section ‘‘Back ground”, an over view of the QCA and related works are presented. A novel 3-input QCA XOR gate is proposed in Section ‘‘The proposed architectures”. In addition, we construct a new QCA onebit full adder cell and a new 4-bit RCA based on this novel XOR gate. Section ‘‘Simulation and Comparison Results” compares the proposed architectures to other QCA architectures. Finally, Sectio n ‘‘Conclusion” concludes this paper.

Back ground

Quantum

cells Quantum cells are tunneling elements that act on the transaction and interaction between quantum dots. Quantum cells form as square blocks that are two electrons within them. Unlike conventional structures, the logical values in this structure are not displayed using voltage levels, but they are determined according to the position of electrons in quantum dots. This notion was proposed in 1993 by Lent et al. [6]. Using QCA, the chip area and powerconsumption are significantly reduced and the operating frequency are considerably increased. Fig. 1 shows a simplified quantum cell. As it is shown in Fig. 1, a square space with two free electrons constitute quantum cell. There is a point in every corner called quantum dots. Electron pairs in each cell can move by the tunneling quantum dots, but due to coulomb interaction between them, that are always located in diameter, position of electrons in the cell determines the cell polarity. This polarization has two values +1 and
۱, which are interpreted in binary logic one and zero. So, if one cell with polarity +1 is placed near other cells, due to the repulsion between the electrons of two adjacent cells, the cell polarity also changes to +1.

QCA contact wires

Fig. 2 shows wire crossing methods in the QCA technology. In this technology, wires which are formed from the same quantum cells, interact with each other to transmit information. This means that the polarization of adjacent cells is transmitted along the wire due to coulomb interactions.