طراحی ضرب کننده 32 بیتی بسیار سریع و توان کم با استفاده از بلوک های کمپرسور بوسیله تکنولوژی نانولوله های کربنی

نانو الکترونیک شاخه ای از فناوری نانو است که از نظر ساخت وسایل الکترونیکی کوچک تر، سریع تر و کم مصرف تر نقش بسیار مهمی در تکنولوژی جهانی دارد. کوچکتر شدن ابعاد ترانزیستورهای سلیکونی رایج موجب ایجاد مشکلاتی از جمله ایجاد جریانات نشتی و خازن های پارازیتی می شود که بروز چنین مشکلاتی خود موجب افزایش توان مصرفی، تاخیر و افزایش حاضلضرب تاخیر در توان می گردد. تکنولوژی ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی (cntfet) به عنوان یکی از جایگزین های تکنولوژی سلیکونی مطرح شده است که از نانولوله های کربنی بجای سیلیکون در کانال ترانزیستور استفاده می شود. گیت یای انحصاری(xor) به عنوان یک گیت پایه ای مدارات الکترونیکی می باشد. از طرفی دو پارامتر مهم در طراحی مدارات، سرعت و توان مصرفی می باشند. هدف اصلی افزایش سرعت و کاهش توان مصرفی می باشد. در این رساله طرح جدیدی از گیت xor سه ورودی پیشنهاد داده شده که تمامی ترانزیستورهای آن از نوع cntfet طراحی شده است. این طرح با استفاده از نرم افزار hspice شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی از تکنولوژی cntfet 32 نانومتر استفاده شده است. این طرح به عنوان یکی از سریعترین گیت های xor منطقی می باشد که از حداقل توان مصرفی نیز بهره برده است. می توان از این طرح در طراحی کمپرسورها استفاده کرد که از آن ها نیز می توان در طراحی ضرب کننده ها استفاده کرد. از کمپرسورها برای جمع کردن ضرب های جزیی در ضرب کننده ها استفاده می شود. سلول تمام جمع کننده ساده ترین کمپرسور است که کمپرسور 3:2 نامیده می شود. با آن می توان کمپرسورهای با مرتبه بالاتر طراحی کرد. بنابراین بهبود در کمپرسور 3:2 موجب بهبود در کمپرسورهای با مرتبه بالاتر می گردد. از طرفی ضرب کننده ها نقش اساسی در طراحی مدارهای حسابی و منطقی دارند بطوری که بهبود در سرعت و توان مصرفی آن ها موجب بهبود در سیستم کلی می-شود. با استفاده از تمام جمع کننده پیشنهادی، کمپرسورهای با طول بیت ورودی بزرگتر و در نهایت سلول های ضرب کننده سریع و کم مصرف 8، 16و 32 بیتی طراحی و شبیه سازی گردیده است. کاهش مراحل ساده سازی درخت والاس، کوتاه شدن مسیر بحرانی، کمتر شدن اتصالات میانی و کاهش مساحت اشغالی ضرب کننده ها با استفاده از کمپرسورهای مرتبه بالا m:3 نتایج بدست آمده از این طراحی ها می باشند.