35、低功耗可逆解码器与顺序电路的紧凑设计及碳纳米管互连延迟不确定性分析

低功耗可逆解码器与顺序电路的紧凑设计及碳纳米管互连延迟不确定性分析

在现代电子技术领域，低功耗电路设计和寻找替代传统互连材料一直是研究的热点。本文将介绍低功耗可逆解码器与顺序电路的设计，以及单壁和多壁碳纳米管互连中的延迟不确定性分析。

低功耗可逆电路设计

在现代 VLSI 设计中，能量损失是一个重要问题。传统逻辑在计算过程中会因信息位丢失而消耗更多能量，而可逆逻辑通过独特的输入 - 输出映射避免了信息丢失，有望实现低功耗计算。

基本概念

• 可逆门 ：可逆门是一种 k 输入、k 输出（k×k）的电路，对于每个可能的输入模式，它都会产生唯一的输出模式，输入和输出向量之间存在一一对应关系。
• 垃圾输出 ：为使 n 输入 k 输出的布尔函数可逆而添加的输出数量。例如，使用 Feynman 门进行两个输入的异或运算时，会产生一个额外的输出，这个额外输出就是垃圾输出。
• 常见可逆门
  • Feynman 门（FG） ：2×2 门，输入向量 Iv = (A, B)，输出向量 Ov = (P = A, Q = A⊕B)。
  • Fredkin 门（FRG） ：3×3 门，输入向量 Iv = (A, B, C)，输出向量 Ov = (P = A, Q = A′B⊕AC, R = AB⊕A′C)。
  • HNF 门 ：4×4 门