به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « full adder » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • فاضل شریفی*، امیرحسین حسینی، میلاد نورایی

    تمام جمع کننده یکی از مهمترین قسمت های سیستم پردازش است و کاربردهای گوناگونی دارد و در اکثر مدارهای حسابی استفاده می شود. بنابراین، طراحی جمع کننده هایی با عملکرد بالا باعث بهبود کلی عملکرد سیستم خواهد شد. از طرفی تکنولوژی ساخت ماسفت ها به دلیل کوچکتر شدن ترانزیستورها با چالش هایی روبه رو شده است که برای حل این مشکل می توان از فناوری های جدید استفاده کرد. ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله کربنی (CNFET) به عنوان یکی از گزینه های مناسب برای جایگزینی ماسفت ها معرفی شده اند. ولتاژ آستانه این نوع ترانزیستور را می توان با تنظیم قطر نانولوله ها، به راحتی تنظیم کرد که آن را برای طراحی مدارهای چند ارزشی بسیار مناسب می کند. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله کربنی، یک مدار تمام جمع کننده چهار ارزشی ارائه کنیم که کاراتر باشد. به صورتی که علاوه بر تسریع در عملیات؛ بهروری و کاهش توان مصرفی نیز مد نظر قرار گیرد. طرح پیشنهادی با استفاده از نرم افزار Synopsis HSPICE شبیه سازی شده و با طرح های گذشته مقایسه می شود. همچنین شبیه سازی هایی برای بررسی تاثیرات تغییر دما، فرآیند ساخت و ولتاژ کاری در عملکرد طرح پیشنهادی انجام شده است. براساس نتایج حاصله، طراحی ما سریعتر از طرح های قبلی است و پارامتر PDP را در حدود 75% نسبت به بهترین کار ارائه شده کاهش می دهد.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, نانولوله های کربنی, منطق چند ارزشی, نانوالکترونیک}
    F. Sharifi *, A. H. Hosseini, M. Nouraei

    Full adder cell is an important module in processing systems and has various applications and is used in most arithmetic circuits. Therefore, the design of high-performance Full adder cell will improve the performance of the whole system. On the other hand MOSFET technology has encountered challenges due to the scaling down of transistors. New technologies can be used to solve this problem. Carbon nanotube field effect transistors (CNFETs) are one of the appropriate alternatives to MOSFET. The threshold voltage of these transistors can be easily adjusted by tuning diameter of carbon nanotubes, which makes it very appropriate for designing multi-valued logic circuits. In this paper we have tried to provide a quaternary full adder circuit based on carbon nanotube field effect transistors that is more efficient so that in addition to speeding up the operation, productivity and reducing power consumption are also considered. The proposed design is simulated using the HSPICE Synopsis simulator and compared with previous designs. Simulations have also been performed to investigate the effect of process, temperature and voltage. The results show that the proposed design is faster than previous designs and reduces the PDP parameter by about 75% compared to the best reported design.

    Keywords: Full Adder, Carbon Nanotubes, Multi-Valued Logic, Nanoelectronics}
  • حمیدرضا صدر ارحامی، سید محمدعلی زنجانی*، مهدی دولتشاهی، بهرنگ برکتین

    با طراحی مدارها در ابعاد نانو و مشاهده مشکلات فناوری CMOS، طراحان به دنبال جایگزین های مناسب برای این فناوری هستند. آتاماتای سلولی کوانتومی QCA، یکی از این فناوری های پیشنهادی است که باتوجه به سرعت بالا و توان مصرفی پایین، توجه محققان را به خود جلب کرده است. از طرفی، روش ورودی انتشار گیت GDI یک روش بهبود توان و مساحت اشغالی است که با استفاده از تعداد ترانزیستور کمتر، منجر به سرعت بیشتر، اتلاف توان کم تر و کاهش پیچیدگی در توابع بولی شده است. همچنین جمع کننده به عنوان مدار محاسباتی پایه در طراحی سامانه های دیجیتال از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله، یک مدار نیم جمع کننده، یک مدار نیم تفریق کننده و سه مدار جمع کننده جدید در فناوری QCA و به کمک بلوک GDI بهبودیافته، طراحی شده است. شبیه سازی این مدارها با استفاده از نرم افزار QCADesigner و در فناوری 18 نانومتر مزیت های استفاده هم زمان از فناوری QCA و روش GDI به صورت هم زمان را نشان می دهد. نتایج حاصل از مقایسه و ارزیابی مدارهای پیشنهادی نسبت به بهترین جمع کننده موجود، بیانگر کاهش تا حدود 55% در مساحت اشغالی، کاهش محسوس تعداد سلول ها و تاخیری برابر و یا کمتر تا 28% نسبت به کارهای موجود است.

    کلید واژگان: آتاماتای سلولی کوانتومی, سامانه های کم مصرف, تکنیک انتشار پایانه ورودی, تمام جمع کننده}
    Hamidreza Sadrarhami, Sayed Mohammadali Zanjani*, Mehdi Dolatshahi, Behrang Barekatain

    With the design of circuits at the nano-scale and observation of the problems of CMOS technology, designers are seeking suitable alternatives for this technology. Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is one of these proposed technologies, which has attracted researchers' attention due to its high speed and low power consumption. On the other hand, the Gate Diffusion Input (GDI) method is an approach to improve power and area efficiency, which has led to higher speed, less power loss, and reduced complexity in Boolean functions through the use of fewer transistors. Furthermore, the adder, as a fundamental computational circuit in the design of digital systems, is of special importance. In this paper, a half-adder circuit, a half-subtractor circuit, and three new adder circuits in QCA technology have been designed and improved with the help of the GDI block. Simulation of these circuits using the QCADesigner software in 18-nanometer technology demonstrates the advantages of simultaneously using QCA technology and the GDI method. The results of the comparison and evaluation of the proposed circuits relative to the best existing adder indicate a reduction of about 55% in the occupied area, a significant decrease in the number of cells, and a delay that is equal to or less than 28% compared to existing works.

    Keywords: Quantum-Dot Cellular Automata, Gate Diffusion Input, Low Power, Nanotechnology, Full Adder}
  • Mehdi Habibollahi, Ali Saghafinia *
    The relationship between the amount of energy consumption and the circuit speed to change the design efficiency is an important challenge in designing digital circuits. Adders are essential components of computing circuits that play an important role in computing speed. This article proposed a new design for a single-bit current mode full adder using the field effect transistors based on carbon nanotubes to enhance the speed and reduce the occupied space on the chip. The correct combination of the majority function, the current mirror technique, and the sum value on carry reduced the delay of all adder circuits. The simulations have been done by HSPICE software and based on the provided standard model of 32 nm with CNTFET technology. The proposed design has improved by 55% in terms of delay. The PDP level in the proposed design has decreased by 63% compared to the previous designs.
    Keywords: Full adder, current mode, Field Effect Transistors, Carbon nanotubes, Majority function}
  • محمد غلامی*، پریسا ولی پور، هانی علمدار

    امروزه مدارات تکنولوژی CMOS به دلیل عدم امکان کاهش بیشتر ابعاد، با چالش های اساسی در پارامترهایی نظیر سرعت، فرکانس و توان مصرفی رو به رو شده اند. در همین راستا یکی از راه حل های پیشنهادی محققین، معرفی جایگزینهایی برای این تکنولوژی است که از آن جمله می توان به تکنولوژی اتوماتای سلولی نقطه ای کوانتومی اشاره نمود. تحقیقات زیادی در راستای طراحی مدارات دیجیتال در تکنولوژی QCA صورت گرفته است. از آنجایی که مدار تمام جمع کننده از بخشهای جدایی ناپذیر یک واحد محاسبه و منطق است، لذا یکی از مدارهایی است که مورد توجه طراحان آشنا با تکنولوژی QCA واقع شده است. از اینرو، در این مقاله طراحی یک تمام جمع کننده جدید در اولویت قرار گرفته است. در این مقاله، با استفاده از یک گیت XOR سه ورودی و یک گیت اکثریت سه ورودی، تمام جمع کننده ای طراحی شد که دارای 35 سلول، مساحت اشغالی 03/0 میکرومتر مربع و 2 ناحیه کلاک تاخیر می باشد. تمام جمع کننده پیشنهادی از حیث ویژگیهای مطرح شده نسبت به طرحهای پیشین بهبودهای مناسبی را ایجاد نموده است. جهت تصدیق رفتار ساختار پیشنهادی نیز شبیه سازی توسط نرم افزار QCADesigner صورت گرفته است.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, گیت اکثریت, گیت XOR, QCA}
    Mohammad Gholami*, Parisa Valipour, Hani Alamdar

    Today, CMOS technology circuits are faced with basic challenges in parameters such as speed, frequency, and power consumption due to the impossibility of further reducing the dimensions. In this regard, one of the solutions proposed by the researchers is to introduce alternatives to this technology, among which we can mention the quantum-dot cellular automata technology (QCA). A lot of research has been done to design digital circuits in QCA technology. Since the full adder circuit is one of the integral parts of a arithmetic and logic unit, it is one of the circuits that is of interest to designers familiar with QCA technology. Therefore, in this paper, the design of a new full adder is prioritized. In this article, using a three-input XOR gate and a three-input majority gate, a full adder is designed that has 35 cells, an occupied area of 0.03 micrometer square and 2 delay clock regions. The proposed full adder has made good improvements in terms of the features compared to the previous designs. To confirm the function of the proposed structure, simulation has been done by QCADesigner software.

    Keywords: Full adder, Majority gate, XOR gate, QCA}
  • هاشم عرفاوی، سید محمدعلی ریاضی*، روزبه حمزه ئیان

    در این مقاله، توجه خود را به تمام جمع کننده های مبتنی بر روش GDI محدود می کنیم، مدارهایی که معمولا در مدارهای پرسرعت استفاده می شوند و بیشتر در معرض نویز هستند. تاکنون بررسی جامعی در مورد مصونیت در برابر نویز و تغییر دمای محیط تمام جمع کننده های مبتنی بر روش GDI ارایه نشده و اکثر مقالات طرح پیشنهادی خود را با سایر تمام جمع کننده ها مقایسه کرده اند که عمدتا مبتنی بر روش GDI نیستند. این سلول های تمام جمع کننده با شبیه سازی های مختلفی از قبیل تغییر ولتاژ تغذیه، تغییر بار خازنی، تغییر دمای محیط و تغییرات ناشی از فرآیند، ولتاژ تغذیه و دما (PVT) در فناوری 45 نانومتر CMOS مورد ارزیابی قرار گرفتند. منحنی مصونیت در برابر نویز (NIC) برای سلول های تمام جمع کننده استخراج شد تا سلول های تمام جمع کننده با عملکرد بهتر مشخص شوند. بهره نویز واحد (UNG) نیز برای ارزیابی نویز بررسی شد. در نهایت مقایسه ای جامع از لحاظ تاخیر انتشار، توان مصرفی، حاصل ضرب توان-تاخیر (PDP)، سویینگ، حساسیت در برابر تغییرات فرآیند و نویز برای تمام جمع کننده های مبتنی بر روش GDI انجام شد. نتایج به دست آمده می تواند در تصمیم گیری طراحان مدار مجتمع برای انتخاب ساختار مناسب تمام جمع کننده مبتنی بر روش GDI مفید واقع شود.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, روش GDI, منحنی مصونیت در برابر نویز (NIC), حاصلضرب توان-تاخیر(PDP), بهره نویز واحد (UNG)}
    Hashem Arfavi, Seyed Mohammadali Riazi *, Roozbeh Hamzehyan

    In this paper, we limit our attention to full adders based on the GDI method, circuits that are commonly used in high-speed circuits and are more prone to noise. So far, a comprehensive review on noise immunity and ambient temperature change of full adders based on the GDI method has not been presented, and most of the studies have compared their proposed design with other full adders, which are mainly not based on the GDI method. These full adder cells were evaluated by various simulations such as supply voltage change, capacitive load change, ambient temperature change and process-voltage-temperature (PVT) changes in 45 nm CMOS technology. A noise immunity curve (NIC) was derived for full adder cells to identify better-performing full adder cells. The unity noise gain (UNG) was also investigated to evaluate the noise. Finally, a comprehensive comparison was made in terms of propagation delay, power consumption, power-delay product (PDP), voltage swing, sensitivity to process changes and noise for full adders based on the GDI method. The obtained results can be useful in the decisions of integrated circuit designers to choose the appropriate structure of the full adder based on the GDI method

    Keywords: Full adder, GDI method, noise immunity curve (NIC), power-delay product (PDP), unity noise gain (UNG)}
  • مهدی سیاف، عبدالرسول قاسمی*، روزبه حمزه ئیان

    در دنیای الکترونیک و دیجیتال امروزی، افزایش تقاضا برای سیستم های قابل حمل موجب شده تا صنعت الکترونیک و تکنولوژی طراحی تراشه ها به سمت روش های کاهش مصرف توان سوق پیدا کنند و لذا مصرف توان به معیاری مهم در این زمینه تبدیل شده است. هم چنین افزایش سرعت تراشه ها و کاهش تاخیر انتشار مدارها همواره از اهداف مهم مهندسان طراح دیجیتال بوده است. از انجا که عنصر جمع کننده از جمله عناصر مهم در بسیاری از سیستم های دیجیتال است، لذا امروزه جمع کننده های گوناگون با تکنولوژی ها و رویکردهای مختلف طراحی مطرح شده اند که هر یک دارای مزایا و معایب مشخصی می باشند. در این مقاله، سلول مدار تمام جمع کننده تک بیتی مبتنی بر ترانزیستور عبور با مصرف توان کم ارایه شده است این مدار با فرکانس 1GHZ برای استفاده در بلوک های واحد محاسبه منطق و ریاضی پردازنده های سیگنال دیجیتال و انواع سیستم های الکترونیکی و مخابراتی دیجیتال کاربرد دارد . در مدار پیشنهادی از ساختار XOR-XOR استفاده شده و مبتنی بر تکنینک ترانزیستور عبور می باشد و پارامترهایی نظیر توان مصرفی، تاخیر انتشار، حاصلضرب توان در تاخیر ، و تعداد ترانزیستورها بهبود حاصل شده است. مدار پیشنهادی در تکنولوژی 180 نانومتر CMOS طراحی شده است و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که به ازای ولتاژ تغذیه 1.8 ولت توان مصرفی برابر با 83 میکرو وات ، تاخیر زمانی 89 پیکو ثانیه ، حاصلضرب توان در تاخیر 7 فمتو ژول بدست می آید.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, کم توان, ترانزیستور عبور, حداقل تاخیر}
    Mehdi Sayyaf, Abdolrasool Ghasemi *, Roozbeh Hamzehyan

    In today's electronic and digital world, increasing demand for portable systems has led the electronics industry and chip design technology to reduce power consumption methods, and therefore power consumption has become an important criterion in this field. Also, increasing the speed of chips and reducing the propagation delay of circuits has always been an important goal of digital design engineers. Since the Adder element is one of the important elements in many digital systems, so today various Adders with different technologies and design approaches have been proposed, each of which has certain advantages and disadvantages. This paper presents a low-power single-bit full-adder cell design that is based on pass-transistor logic.This circuit is used in the arithmetic logic units of digital signal processors and also in several electronic and digital communication systems that operate within the frequency range of in 1GHz. The proposed cell exploits the pass transistor techniques and XOR-XOR structures to improve the design parameters namely power consumption, propagation delay, power–delay product, and the number of transistors. The proposed circuit is designed using 180nm CMOS technology and the simulation results show that for a supply voltage of 1.8V, the power consumption, delay, and power–delay product have been achieved as 83 W, 89ps, and 7fJ respectively.

    Keywords: Full adder, Low power, Pass-transistor logic, Minimum propagation delay}
  • Hojjat Sharifi *
    In this paper, all-optical photonic crystal two bit adder based on nonlinear ring resonator is designed. The proposed structures includes threshold detectors and junctions. In our proposed structure, in order to resolve the low transmission problem in input junction, an enhanced junction is cascaded by a threshold detector to implement full adder cells. By cascading two optimized full adder a two bit adder has been designed. Nonlinear rods of the proposed structures are made of Silicon nanocrystal to create the required frequency shift for implementation of the proposed structures. In order to evaluate the performance of the proposed structures, the plane wave expansion and finite difference time domain methods are used. The proposed optimized full adder cell occupy an area about 340 µm2 with maximum power 5 W for switching mechanism. Our simulation results show that the proposed full adder can operate with a bit rate of more than 580 Gbits/s.
    Keywords: Photonic Crystals, Two Bit Adder, Full Adder, Ring Resonator, Nonlinear Kerr Effect}
  • Mousa Yousefi *, Khalil Monfaredi, Zainab Moradi

    Utilizing multiple logic instead of binary logic levels makes the same system to be realized with reduced number of internal connections and wiring, occupying smaller chip area while achieving higher operational speed. Due to the unique features nanotubes carbon tubes field effect transistors, as well as the possibility of designing different threshold voltages for transistors, designing multi-level logic systems is much simpler and less costly. Therefore, considering that the existing processing systems work on a dual basis, the design of binary to ternary converters and vice versa is very important and basic processing systems. In spite of all advantages mentioned, the multilevel logic systems relay on voltage dividing mechanism to provide suitable mid-voltage outputs. This, however, requires a direct current flow from supply voltage to the ground making the structure power hungry. Eliminating the mid-voltage outputs can help the structure to resemble binary design approach and be more power efficient as discussed in this paper. In this paper, pseudo ternary addition blocks, namely a half-adder, a full-adder block are designed and implemented based on CNTFET which try to eliminate '1' output for mid-stages wherever possible. The proposed adders are implemented, simulated and verified in HSPICE software using 32nm CNTFET technology. The simulation results reveal the proposed pseudo ternary full-adder block consumes just 1.037 μW power and has the propagation delay of 290 ps.

    Keywords: Carbone Nano tubes field effect transistor, pseudo ternary, Half-adder, Full-adder}
  • Faezeh Motalebi, Samira Sayedsalehi *
    Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is a new technology for eliminating some of the problems of existing technologies such as CMOS. Some of the key advantages of QCA are an intersection of wires in the same plane, high speed, small area, power consumption, complexity and low cost. Employing a three-input majority gate, a five-input majority gate and three logic gates, this study presents a full-adder circuit in a single layer which for higher efficiency and avoiding much complexity and based on the function of the intended full-adder circuit, the five-input gate is proposed. The proposed full-adder circuit and the proposed ripple adder circuit are compared with previous designs regarding complexity, number of cells, and area and the results are reported. Moreover, proposed circuits’ power consumption has been calculated by using QCApro. These results indicate that the proposed full adder design in comparison with previous similar design achieved 36%, 20% and 4.4% reduction in the number of cells, latency and power consumption, respectively.
    Keywords: Computational circuits, Full adder, Majority gate, Quantum cellular automata}
  • تیمور راشدزاده، سید محمدعلی ریاضی*، نجمه چراغی شیرازی

    در این مقاله، مدارتمام جمع کننده، باسبک منطقی CMOS آمیخته مطرح شده است که ترکیبی از ترانزیستورهای عبور و گیت های انتقال و ترانزیستورهای نوعN وP می باشد. برای طراحی مدار تمام جمع کننده از ترانزیستورهایFINFET، مدل BSIM-CMG، دو-گیتی و ساختار FINFETرویBulk و طولGate 16 نانومتر استفاده خواهیم کرد و برای شبیه سازی از HSPICEاستفاده می کنیم. با توجه به ساختار و معماری ترانزیستورهایFINFET، تاثیر تغییرات در ضخامت و ارتفاع وتعداد FIN بر روی جریان Drain ترانزیستورFINFET و پارامترهای خروجی تمام جمع کننده مانند تاخیرانتشاری و متوسط توان مصرفی تمام جمع کننده و همچنین تاثیر تغییرات در فرکانس ورودی ها مورد بررسی قرارمی گیرد. مطابق نتایج شبیه سازی با افزایش ارتفاع وضخامت وتعدادFIN، جریان DrainترانزیستورFINFET و توان مصرفی تمام جمع کننده افزایش پیدا می کند و تاخیرانشاری تمام جمع کننده کاهش پیدا می کند و بلعکس. و همچنین با افزایش فرکانس کاری، توان مصرفی تمام جمع کننده افزایش پیدا می کند.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, FinFET, توان, تاخیر, جریان}
    Teimoor Rashedzadeh, Seyed MohammadAli Riyazi *, Najmeh Cheraghi Shirazi

    In this paper, full adder circuit with Hybrid-CMOS logic style is proposed which is a combination of pass transistors and transmission gates and N & P type transistors. For design full adder circuitry using FINFET transistors, BSIM-CMG model, Dual-gate and bulk FINFET structure using 16nm Gate length and HSPICE simulation. due to the structure and architecture of the FINFET transistors, the effect of changes in thickness and height and the number of FINs on the Drain current of the FINFET transistor and output parameters such as average power dissipation and propagation delay of the full adder cell and also the effect of changes in inputs frequency of full adder are investigated. According to the simulation results, with increasing thickness and height and the number of FINs, average power dissipation increases and propagation delay decreases, and vice versa. As well as increasing the operating frequency up, average power dissipation increases.

    Keywords: Full adder, FinFET, Power, Delay, Drain}
  • Mostafa Sadeghi *, Keivan Navi, Mehdi Dolatshahi

    Quantum Cellular Automata (QCA) is an alternative promising nanotechnology for semiconductor transistor based technology. QCA benefits from several features such as high speed, low power consumption and can be used for extremely dense structures. One of the important issues in arithmetic circuits is design of full adder/full subtractor (FA/FS respectively). Our main contribution in this paper is proposing a one-bit FA/FS which benefits from less cell counts compared to the state-of-the-art technologies. The proposed QCA FA/FS ameliorate the number of cells in comparison with the best FA/FS studied in the literature. As well as the mentioned feature, temperature analysis of suggested circuit shows that our design is more tough compared to the previous works.

    Keywords: Quantum Cellular Automata (Qca), Low Power Consumption, Arithmetic Circuit, Full Adder, Full Subtractor}
  • S. Rahmati, E. Farshidi *, J. Ganji
    Background and Objectives

    In recent decades, due to the effect of the short channel, the use of CMOS transistors in the nanoscale has become a major concern. One option to deal with this issue is the use of nano-transistors.

    Methods

    Using nano-transistors and multi-valued logic (MVL) can reduce the level of chips and connections and have a direct impact on power consumption. The present study reports the design of a new method of Multiplexers (MUXs) based on quaternary logic and transistors of carbon nanotubes (CNTFET) and having a new look at the layout and use of MUXs.

    Results

    The use of special rotary functions and unary operators in Quaternary logic in the design of MUXs reduced the number of CNTFETs from 27% to 54%. Also, the use of MUXs in the Adder structure resulted in a 54% reduction in Power Delay Product (PDP) and a 17.5% to 85.6% reduction in CNTFET counts.

    Conclusion

    The simulated results display a significant improvement in the fabrication of Adders, average power consumption, speed, and PDP compared to the current best-performing techniques in the literature. The proposed operators and circuits were evaluated under various operating conditions. The results show the stability of the proposed circuits.The author(s). This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, as long as the original authors and source are cited. No permission is required from the authors or the publishers.

    Keywords: Carbon Nano Tube, Multiplexer, Full Adder, Multi-Value Logic, Quaternary Logic}
  • S. Ghorbani, K. R. Kashyzadeh *
    In this study, it was attempted to design a high-performance single-walled carbon nanotube (SWCNT) bundle interconnects in a full adder. For this purpose, the circuit performance was investigated using simulation in HSPICE software and considering the technology of 32-nm. Next, the effects of geometric parameters including the diameter of a nanotube, distance between nanotubes in a bundle, and width and length of the bundle were analyzed on the performance of SWCNT bundle interconnects in a full adder using Taguchi approach (TA). The results of Taguchi sensitivity analysis (TSA) showed that the bundle length is the most effective parameter on the circuit performance (about 51% on the power dissipation and 47% on the propagation delay). Moreover, the distance between nanotubes greatly affects the response compared to other parameters. Also, response surface method (RSM) indicated that an increase in the length of interconnects (L) improves the output of power dissipation. As the width of interconnects (W) and diameter of CNTs (D) increase the power dissipation also increases. Decrease in the distance between CNTs in a bundle (d) leads to an increase in power dissipation. The highest value of power dissipation is achieved if the maximum values for the parameters of length and width of interconnects (L, W), and diameter of CNTs (D) and the minimum value of the distance between CNTs in a bundle (d) are considered. It is also revealed that an increase in the length of interconnects (L) increases the propagation delay. Eventually, the optimum parameters are reported and the performance of the optimized system is compared using different methods (TA and RSM). Results indicate that the difference between the performance of optimal design of SWCNT bundle interconnects in a full adder predicted by different methods is less than 6% which is acceptable according to engineering standards.
    Keywords: Carbon Nanotube Bundle Interconnects, full adder, Power dissipation, Propagation delay, response surface method, Taguchi approach}
  • محمدرضا رشادی نژاد*، سید عرفان فاطمیه، زهرا داوری شلمزاری

    با توجه به افزایش چشمگیر حجم داده های پردازشی و نیاز به سرعت بیشتر در پردازش آنها، به استفاده از روش های نوین در طراحی مدارهای دیجیتال توجه شده است. نظر به اهمیت مصرف توان در وسایل الکترونیکی، طراحی مدارهایی ضروری است که به کاهش مصرف توان، مساحت و نیز افزایش سرعت پردازنده ها منجر شود. استفاده از محاسبات تقریبی در کنار ترانزیستورهای نانولوله کربنی، یکی از روش های مطرح شده در این حوزه است. با توجه به اهمیت مدارهای جمع کننده در پردازنده های پردازش سیگنال دیجیتال، در این مقاله یک مدار تمام جمع کننده تقریبی با استفاده از ترانزیستورهای CNTFET مدل استنفورد 32 نانومتر طراحی شده که ازنظر پارامترهای توان، تاخیر، حاصل ضرب توان در تاخیر و تعداد ترانزیستورها بهینه سازی شده است. مقایسه این مدار با مدارهای پیشنهادشده در سال های اخیر با استفاده از نرم افزار HSPICE انجام شده است. نتایج نشان دادند تاخیر طرح پیشنهادی دارای کمترین مقدار با بهبود حداکثر 87% در معیار حاصل ضرب توان در تاخیر است. همچنین نتایج شبیه سازی در خازن های بار، ولتاژهای تغذیه و تغییرات فرآیندی نشان دهنده عملکرد پذیرفتنی طرح پیشنهادی در شرایط گوناگون است. برای بررسی بهتر عملکرد تمام جمع کننده پیشنهادی از کاربرد پردازشی مقاوم به خطای جمع تصاویر در نرم افزار متلب استفاده شده است.

    کلید واژگان: ترانزیستورهای نانولوله کربنی, تمام جمع کننده, توان مصرفی, حساب تقریبی}
    MohammadReza Reshadinezhad *, Seyed Erfan Fatemieh, Zahra Davari Shalamzari

    Novel digital circuit design methods are vital due to the significant increase in data that requires fast processors. No doubt, power consumption is an essential factor in electronic devices. Hence, the design of low-power, area-efficient, and high-performance circuits is crucial. Approximate computing as a promising method for designing efficient circuits in addition to applying CNTFETs can be an excellent solution for the concerns mentioned above. In this article, according to the full adder’s importance in DSP processors, a new approximate full adder based on 32nm Stanford CNTFET model is proposed and optimized in terms of power consumption, delay, PDP, and the number of transistors. HSPICE is applied to compare this new design with state-of-art articles. The simulation results indicate that the proposed design has not only the least delay but also shows an 87% improvement in PDP achieved. Various simulations applying different load capacitors, supply voltages, and process variations demonstrate the acceptable functionality of proposed approximate full-adder in different situations. Image addition simulation using MATLAB is applied to assess the performance of the proposed design in a real error-resilient application.

    Keywords: Approximate Computing, Carbon Nanotube Field Effect Transistors (CNTFETs), Full-adder, Power Consumption}
  • سعید سیدی، نیما جعفری نویمی پور *

    آتوماتای سلولی کوانتومی امروزه یکی از فناوری های مهم، دارای چگالی بالا، سرعت بالا و انرژی مصرفی کم در طراحی مدارات در مقیاس نانو است. ارایه روشی برای آزمون توکار مدارات پیاده شده بر اساس آتوماتای سلولی کوانتومی که باعث افزایش قابلیت کنترل و افزایش مشاهده و آزمون پذیری مدارات گردد، بسیار حایز اهمیت است. مدار تمام جمع کننده به عنوان یکی از مدارات مهم و اساسی در سیستم های دیجیتال و آتوماتای سلولی کوانتومی سلولی است. لذا، پیاده سازی مدار تمام جمع کننده با ساختار آزمون توکار و قابلیت های مشاهده پذیری و کنترل پذیری اجزای میانی آن، موجب افزایش قابلیت اطمینان و افزایش آزمون پذیری سایر مدارات طراحی شده بر این اساس می گردد. در این راستا، در این مقاله یک ساختار جدید برای مدار تمام جمع کننده که دارای خاصیت مشاهده پذیری و آزمون پذیری با روش آزمون توکار است معرفی می گردد. در این روش تمامی ورودی های مدار تمام جمع کننده دارای قابلیت آزمون پذیری و کنترل پذیری می باشند و جهت افزایش آزمون پذیری گره های میانی مشاهده پذیر گردیده اند. این مدار نسبت به مدارات قبلی ازلحاظ تعداد سلول دارای سلول کمتر، سرعت بهتر و فضای مصرفی کم است. همچنین، صحت عملکرد مدار پیشنهادی توسط شبیه ساز معتبر QCADesigner مورد بررسی قرار گرفته و تایید گردیده است.

    کلید واژگان: تمام جمع کننده, آتوماتای کوانتومی سلولی, آزمون پذیری, نانو فناوری, آزمون توکار}
    S. Seyedi, N. Navimipour*

    Quantum dot cellular automata (QCA) as an important technology with minimal size, high speed, low latency and power consumption is suitable replacement for semiconductor transistor technology. The growing demand for observability and testability attracts more research on it. A full adder circuit is a basic unit in digital arithmetic and logic circuits. In this paper, a unique structure for testable full adder is presented in QCA. The implementation of the full adder circuit with the structure of the Built In-Self Test (BIST), its observational capabilities and its intermediate component controllability increase the reliability and the test capability of other designed circuits based on this. All of inputs in the proposed have testability and controllability capability and the middle nodes have observability feature. This design in contrast to its counterparts uses three-layer scheme and surpasses the best previous layer designs in terms of area, delay and complexity. The simulation results using QCADesigner software confirmed that the presented circuit works well and can be used as a high-performance design in QCA technology.

    Keywords: Full adder, quantum-dot cellular automata (QCA), testability, Nanotechnology, built-in-self test}
  • Mokhtar Mohammadi Ghanatghestani *, Mehdi Bagherizadeh

    In this paper, a full adder cell based on majority function using Carbon-Nanotube Field-Effect Transistor (CNFET) technology is presented. CNFETs possess considerable features that lead to their wide usage in digital circuits design. For the design of the cell input capacitors and inverters are used. These kinds of design method cause a high degree of regularity and simplicity. The proposed design can be used in many applications specifically wherever the low power consumption is the goal. The proposed full adder cell is compared to five full adders in terms of power consumption, speed, and power delay product (PDP). Also in order to evaluate the proposed design, several simulations are performed in different load capacitors, frequencies and temperatures. Simulation results demonstrate the higher efficiency of the proposed full adder cell with respect to other conventional and modern CNFET and MOSFET implementations. All Simulations are performed by using Synopsys HSPICE with 32 nm CMOS and 32 nm CNFET technologies.

    Keywords: Carbon Nanotube Field Effect Transistor, Full adder, Low power, Majority function}
  • Reza Sabbaghi *, Leila Dehbozorgi, Reza Akbari-Hasanjani
    How to reconfigure a logic gate for a variety of functions is an interesting topic. In this paper, a different method of designing logic gates are proposed. Initially, due to the training ability of the multilayer perceptron neural network, it was used to create a new type of logic and full adder gates. In this method, the perceptron network was trained and then tested. This network was 100% accurate to determine outputs based on inputs. The results of comparison showed that the multilayer perceptron network had higher velocity and less delay in most cases, and used a smaller number of neurons, which will reduce the loss of power. Meanwhile, implementation of these gates will require less space through the multi-layer perceptron network. This method is prioritized in terms of the number of neurons and the level of implementation, and the speed of the detection of output compared to the other design. It also occupies less hardware space and is less complicated.
    Keywords: Multilayer perceptron network, XOR, Full adder, Logic gate, Threshold}
  • امیر باغی رهین*، وحید باغی رهین
    یک فشرده ساز، بلوک سازنده بسیاری از مدارات محاسباتی می باشد. طراحی یک فشرده ساز که مساحت کوچکتر، توان مصرفی کم و سرعت بالا دارد همواره مورد تقاضا می باشد. از آنجاییکه طول کانال به سمت مقیاس نانو میل می کند استفاده از MOSFET به عنوان افزاره پایه در فشرده ساز اکنون به محدودیت های عملکردی خود از قبیل اتلاف توان میانگین و سرعت نائل می شود. در این مقاله، یک سلول تمام جمع کننده یک بیتی با استفاده از ترانزیستور FinFET براساس مدل فرایند PTM 32nm با ولتاژ تغذیه 0.5 ولت برای کاربردهای موبایل پیشنهاد شده است.سپس، از تمام جمع کننده پیشنهادی در ساختار فشرده ساز استفاده شده و عملکرد فشرده ساز 4:2 پیشنهادی با نتایج شبیه سازی بدست آمده از نرم افزار HSPICE ارزیابی شده است. پارامترهای اصلی فشرده ساز از قبیل توان مصرفی، تاخیر، PDP و EDP اندازه گیری شده و عملکرد ممتاز آن با شبیه سازی های مختلف ثابت گردید. همچین، در مقایسه با فشرده ساز مبتنی بر MOSFET، تعداد ترانزیستورها به 42 عدد کاهش یافت.
    کلید واژگان: فشرده ساز 4:2, تمام جمع کننده, فوق العاده ولتاژ پایین, توان پایین, ترانزیستور FinFET}
    Amir Baghi Rahin *, Vahid Baghi Rahin
    A compressor is basic building blocks of many arithmetic circuits. Design of smaller area, low power consumption and high speed compressor is always in demand. As the channel length approaches nanometer scale, the use of MOSFET as the basic device in compressor now has reaching its performance limits such as average power dissipation and speed. In this paper, a 1-bit full adder cell using FinFET transistor based on PTM 32nm process model with 0.6 V supply voltage for mobile applications is proposed. Then, the proposed full adder cell is used in the structure of compressor and performance of the proposed 4: 2 compressor is evaluated with the simulation results obtained from HSPICE. The main parameters of proposed compressor such as power compression, delay, power-delay product (PDP) and energy-delay product (EDP) were measured and its superior performance has been proved by various simulations. Also, in comparison of MOSFET based compressor, the number of transistors is decreased to 42.
    Keywords: 4, 2 Compressor, full adder, ultra low, voltage, low power, FinFET transistor}
  • Mohsen Vahabi, Amir Sabbagh Molahosseini
    The conventional CMOS technology faces different challenges such as fabrication in nanoscale which motivates researchers to find new alternatives to it for future high-performance systems. The quantum-dot cellular automata (QCA) is one of efficient nano-electronics technologies which can provide simple and efficient implementation of digital circuits in nanoscale. Due to the importance of addition in digital processors and embedded systems, there many QCA designs of adders and subtractors during the previous years. However, recently the unified design of adder and subtractor circuits has been considered to achieve overall area and delay reduction for digital computational circuits. In this paper, we present new coplanar design of a unified adder/subtractor unit with the QCA technology. Besides, the proposed single-layer design approach has been used to design separate half adder, half subtractor, half adder and full adder circuits. The comparison of circuit’s parameters of the proposed designs than previous works show the significant improvement in term of area, delay and cell number.
    Keywords: Keywords: Quantum, dot Cellular Automata, Full Adder, Subtractor, coplanar (single layer)}
  • Mehdi Bagherizadeh*, Mohammad Eshghi
    Scaling challenges and limitations of conventional silicon transistors have led the designers to apply novel nano-technologies. One of the most promising and possible nano-technologies is CNT (Carbon Nanotube) based transistors. CNFET have emerged as the more practicable and promising alternative device compared to the other nanotechnologies. This technology has higher efficiency compared to the silicon-based MOSFET and is appropriate for high-frequency applications. Full Adder cell is the essential core and the building block of most arithmetic circuits and is placed on most parts of their critical paths .In this paper, power-efficient CNFET (Carbon Nanotube Field Effect Transistor) based Full Adder cell is proposed. This design is simulated in several supply voltages, frequencies and load capacitors using HSPICE circuit simulator. Considerable improvement is achieved in terms of power and PDP (Power-Delay-Product) in comparison with other classical CNFET-based designs, in the literature. Our proposed Full Adder can also drive large load capacitance and works properly in low supply voltages.
    Keywords: Full Adder, CNFET, High Speed, Low Power, Power Delay Product}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال