张永强 作品数:8 被引量:5 H指数:1 供职机构: 合肥工业大学电子科学与应用物理学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中央高校基本科研业务费专项资金 安徽省自然科学基金 更多>> 相关领域: 电子电信 理学 自动化与计算机技术 更多>>
基于改进五输入择多门的QCA全加器设计及应用 被引量:3 2015年 量子元胞自动机(Quantum-dot cellular automata,QCA)是一种新兴的纳米技术.本文基于改进的五输入择多门,设计出一个全加器,在保持正确逻辑功能的基础上较以往的全加器有一定优势.应用该全加器设计加法器和乘法器,结果表明在某些性能上有显著提高. 刘帅 解光军 张永强 项云龙 吕洪君关键词:量子元胞自动机 全加器 加法器 乘法器 基于卡诺图的QCA电路结构优化方法 2021年 量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)由于其特殊的工作方式以及行为特点被视为潜在代替CMOS的新型技术之一。文章基于QCA提出一种简化现有电路结构并指导电路优化设计的方法,通过对比QCA元胞间响应器件提出QCA类IP核概念,并基于类IP核提出卡诺图优化电路结构的方法;在应用方面,选取了QCA类IP核中较为经典的异或类IP核对2项最小项和电路中最为复杂的电路进行优化,电路规模从三输入扩展至n输入;用工具QCADesigner验证优化电路的正确性,同时比较分析了优化电路与原电路各方面的性能参数。实验结果表明,基于类IP核卡诺图方法设计的电路各个性能指标均有提升,且输入位数越多越明显。 朱仁俊 黄荣俊 宋志鑫 仇怀利 张永强关键词:卡诺图 一种针对QCA电路的门级布局布线算法设计 2021年 量子点元胞自动机(QCA)被认为是克服传统CMOS局限性的一种极有前景的解决方案.近年来,QCA电路的自动化设计工具的开发越来越受到研究者的关注,布局和布线算法则是其中至关重要的一环.算法设计的关键问题是时钟方案和时钟同步性约束.本文提出了一种门级布局和布线算法,在时钟方案约束的布局区域内预先计算和缓存路径信息,并应用深度优先搜索策略搜索正确的电路布局布线结果.该算法采用C++编程语言实现,仿真结果验证了算法的正确性. 邝锐 彭斐 张永强 解光军关键词:量子元胞自动机 深度优先搜索 基于概率转移矩阵的全加器可靠性分析 被引量:1 2016年 基于量子元胞自动机(QCA)电路,通过贝叶斯网络(Bayesian network,BN)对7种不同的传输线建模,研究了基本传输线的输出正确率随温度的变化规律。另外,通过概率转移矩阵(PTM)研究了7种不同结构的全加器的整体可靠性和输出Si以及进位输出Ci+1的平均输出错误率随错误因子的变化规律,并研究了各器件单元对全加器整体可靠性的影响。仿真结果表明,对于只有1个元胞宽度的传输线,直线型传输线有最高的可靠性,而且通过增加传输线的宽度可以提高传输线的可靠性。电路的可靠性不仅与电路结构有关,而且与电路器件单元的类型和门的数量密切相关。而且,产生进位输出Ci+1的择多门对电路的整体可靠性的影响最大,但不同的全加器的进位输出有相同的可靠性。 张永强 解光军 吕洪君关键词:全加器 基于QCA的双边沿JK触发器的实现 被引量:1 2017年 量子元胞自动机(Quantum-dot Cellular Automata,QCA)是一种有望替代传统半导体晶体管的新型纳米器件.本文提出了一种改进的双边沿触发结构及其相应的JK触发器电路,用概率转移矩阵(Probabilistic Transfer Matrix,PTM)分析该触发结构,结果表明该结构较以往的可靠性更高.同时利用模块垂直堆叠方法来优化了JK触发器电路,新结构电路较之前的电路元胞数和整体面积均有所减少. 杜化鲲 吕洪君 黄程 张永强 解光军关键词:量子元胞自动机 JK触发器 量子元胞自动机全加器的性能分析与设计 2018年 作为一种新型的纳米器件,量子元胞自动机(Quantum-dot cellular automata,QCA)有望取代传统CMOS器件.本文总结了目前已提出的三种全加器(Full Adder,FA)架构,通过概率转移矩阵(Probabilistic Transfer Matrix,PTM)分析找出其中最稳定的架构,进一步地,利用这三种全加器分别构建串行加法器,并从复杂度、不可逆功耗、成本等方面进行比较,结果发现性能最优的全加器架构为MR Azghadi FA.随后,选择该架构提出了一种针对全加器的新型逻辑门和共面QCA全加器电路,并应用此全加器设计了多位串行加法器,经对比分析表明,本文所提出的全加器电路在面积、元胞数和功耗等方面均有较大改进,且具有很好的扩展性. 孙梦博 吕洪君 张永强 解光军关键词:量子元胞自动机 全加器 可靠性 量子元胞自动机共面五输入择多门结构的分析与设计 被引量:1 2020年 量子元胞自动机(Quantum-dot Cellular Automata,QCA)是一种具有新型计算范式的纳米器件,它是未来有望替代传统CMOS器件的有力竞争者之一.本文首先从QCA器件的功耗角度出发,对影响半径为41nm的QCA共面系统中元胞的耦合度进行建模,根据元胞之间的位置关系构造QCA门结构模型,据此对现有的共面五输入择多门进行分类,通过性能分析总结其结构特点,以此设计出一个新的低功耗五输入择多门,测试结果表明该结构功耗最低且其他性能也相对较优.另外,为验证所提出五输入择多门在电路中的性能,本文选择MR Azghadi全加器设计了一款共面QCA全加器,与同类加法器相比性能也最优. 邓飞飞 解光军 王晓旸 程心 张永强关键词:量子元胞自动机 功耗模型 全加器 基于量子元胞自动机的新型同或门结构设计 2018年 由于互补金属氧化物半导体(CMOS)器件尺寸的限制,量子元胞自动机(QCA)成为有望替代CMOS的新兴纳米器件。量子元胞自动机具有超低功耗、超高速度和高密度结构的潜在优势。提出了一种新型的同或门结构,在面积、延迟、复杂度及功耗方面相较于之前的结构均存在优势。所提出的新型同或门结构仅使用28个面积为0.02μm^2的QCA元胞,延迟仅为0.75个时钟周期。为了检验提出的设计在大型复杂QCA电路中的性能,实现了4,8和16位的奇偶校验器电路。模拟结果表明,所设计的电路性能各方面均优于先前的设计。 余宸 解光军 邓凤斌 张永强 吕洪君关键词:异或门 性能分析