확장성과 연결성을 고려한 셀 간 상호작용 기반의 QCA 멀티플렉서 설계 및 분석

Abstract

양자점 셀룰라 오토마타(QCA)는 기존 CMOS 기반의 회로에 비해 적은 전력 소모와 작은 소자의 크기로 인해 많은 이점을 가지고 있는 차세대 디지털 회로 설계 기술이다. 기존의 회로들을 그대로 설계할 수 있다는 점 때문에 다양한 디지털 논리 회로들이 QCA 기반으로 설계되고 있다. 기존의 QCA 기반으로 제안된 멀티플렉서는 많은 게이트를 사용하는 다수결 게이트 기반이 대부분이고, 입출력 셀이 회로 바깥에 퍼져있어 확장성이 좋지 않다. 따라서, 본 논문에서는 다수결 게이트 기반이 아닌 셀 간 상호작용 기반이면서 확장성과 연결성을 고려한 QCA 멀티플렉서를 제안한다. 또한, 제안한 멀티플렉서와 기존에 제안된 멀티플렉서를 분석하고 비교한다. 제안한 멀티플렉서는 다수결 게이트 기반의 회로보다 게이트의 수가 적어 성능이 좋으며, 입출력 셀이 좌우에 모아서 배치되어있기 때문에 확장성과 연결성이 뛰어나다. 마지막으로, 기존에 제안된 회로들과 제안하는 멀티플렉서의 에너지 손실량을 비교하여 정리한다. 제안하는 회로는 D-래치로 변형할 수 있기 때문에 RAM이나 레지스터 등 다양한 회로 개발에 사용될 수 있다.