КОМ’ЮТЕРНЕ КОНФІГУРУВАННЯ МІКРО- ТА НАНОЕЛЕКТРОННИХ ПРИСТРОЇВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2222-0631.2025.01(8).10Ключові слова:
математичне моделювання, конфігуровані логічні блоки, мікро- та наномультиплексори, квантові автомати, кріогенні температуриАнотація
У статті запроваджені вдосконалені методи математичного моделювання з метою автоматизованого відтворення дискретних функцій мажаритарної та булевої логіки з використанням мультиплексорних систем. В цій роботі під структурним конфігуруванням розуміється не розробка спеціалізованого програмного забезпечення, що реалізується із застосуванням мікропроцесорів, а, навпаки, – перетворення технологічних операцій для налаштувань та змін конфігурацій великих мікро- та наносхем таким чином, щоб синтезувати функціонально повну логічну базу на структурно-логічній основі. Новітня технологія нанорозмірних коміркових автоматів (КА або QCA-quantum-dots cellular automata) є найперспективнішим напрямком одноелектроніки, який також підтверджує закон Мура. На відміну від традиційних мікротехнологій, наприклад, на базі комплементарних МОН-транзисторів, в КА бінарна інформація кодується поляризаціями двох електронів, а не через логічні рівні напруг. Отримані в статті результати ком’ютерного програмування нанопристроїв підтвердили їх переваги перед мікроелектронними еквівалентами щодо підвищеної швидкодії та мінімального споживання енергії. Використана сучасна САПР QCA Designer для аналізу і синтезу булевих, мажоритарних та гібридних логічних функцій із використанням мікро- та наносхем в умовах космічного застосування при кріогенних температурах для прогнозування їх безвідмовного функціонування. Отримані результати та їх аналіз підтверджують можливість вдосконалення методології конфігурування сучасних мікро- та одноелектронних нанопристроїв.
Посилання
Lent C., Snider G., Lieberman M., Porod W. Quantum-dot cellular automata (QCA): The physics of computing with arrays of quantum dot molecules. Proceedings of the IEEE. 1997, vol. 85, no. 4, pp. 541–557.
Nielsen M., Chuang I. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, 2010. 676 p.
Uyemura J. Chip Design for Submicron VLSI: CMOS Layout and Simulation. Cengage Learning, 2001. 592 p.
Jaeger R. C., Blalock T. N. Microelectronic Circuit Design. McGraw-Hill, 2010. 1312 p.
Wolf W. FPGA-Based System Design. Prentice Hall, 2004. 507 p.
Walus K., Jullien G. A. Quantum-Dot Cellular Automata: Theory and Application. IEEE Transactions on Nanotechnology. 2006, vol. 99, no. 2, pp. 143–150.
Walus K., Jullien G. A. Design and Simulation of Quantum-Dot Cellular Automata Circuits. Journal of Applied Physics. 2006, vol. 99, no. 2, pp. 123–130.
Jha N. K., Roy K. Nanoelectronic Circuit Design. Springer, 2010. 439 p.
Melnyk O. S., Kozarevych V. O. Nanodevices with Programmable Logic // Electronics and Control Systems. – 2019. – vol. 4. – no. 62. – pp. 47–52. DOI: 10.18372/1990-5548.62.14383 DOI: 10.20998/2222-0631.2023.01.31.
Tahoori M. B. Nanotechnology for Logic and Memory Applications. Springer, 2018. 300 p.
