6、量子点细胞自动机（QCA）技术下的触发器与存储器设计

量子点细胞自动机（QCA）技术下的触发器与存储器设计

1. 引言

随着传统CMOS技术面临诸多限制，量子点细胞自动机（QCA）技术逐渐成为研究热点。QCA技术在电子领域展现出巨大潜力，特别是在触发器和存储器设计方面。接下来，我们将详细探讨QCA技术下的触发器和随机存取存储器（RAM）的设计。

2. QCA触发器设计

触发器是数字电路中的重要组件，在QCA技术中也有多种设计方案。
- JK触发器 ：
- 有研究提出了一种触发式JK触发器，采用了132个QCA单元。该电路相比之前的结构更快且更紧凑，占用面积为0.16μm²，时钟延迟为1.25。其结构包含九个3输入多数门、四个反相器和一个交叉。
- 2016年，Shraddha Pandey等人提出了一种电平触发式JK触发器，仅使用四个多数门和两个反相器。该电路在复杂度方面表现出色，仅使用54个QCA单元，占用面积为0.09μm²。

3. QCA存储器单元设计

存储器是保存信息的基本电路，随机存取存储器（RAM）是计算机系统的重要组成部分。RAM由存储器单元以二维阵列的形式排列而成，能够随机访问数据，因此比其他存储单元更快。QCA布局的RAM主要有两种类型：基于环路的和基于线路的。
- 基于环路的RAM单元 ：
- 2003年，K. Walus设计了一种基于环路的RAM单元，使用158个QCA单元，占用面积约为0.16μm²。但该电路时钟延迟为2，速度较慢。不过，这一设计激发了研究人员设计更高效RAM单元的热情。
- 2011年，Mostafa等人提出了