QCA 클록킹 방식의 D 플립플롭을 이용한 프로그램 가능한 양자점 셀 구조의 설계

Abstract

본 논문에서는 QCA(quantum-dot cellular automata) 클록킹(clocking) 방식의 D 플립 플롭의 구조를 제안하고, 이를 이용하여 프로그램 가능한 양자점 셀(programmable quantum-dot cell: QPCA) 구조를 설계한다. 기존의 QCA 상에서 제안된 D 플립플롭은 클록 펄스의 신호로 동작을 수행하기 때문에 이에 대한 입력 값을 임의로 설정해야 하고, QCA 클록킹과 중복되어 사용하기 때문에 낭비되는 출력 값들이 존재했다. 이러한 단점을 개선하기 위해서 이진 배선과 클록킹 기법을 이용하여 새로운 형태의 D 플립플롭을 제안하고, 이를 이용하여 QPCA 구조를 설계한다. 이 구조는 입력을 제어하는 배선 제어 회로, 규칙 제어 회로, D 플립플롭, 그리고 XOR 논리 게이트로 구성된다. 설계된 QPCA 구조는 QCADesigner를 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 기존의 D 플립플롭을 이용하여 설계한 것과 비교 분석하여 효율성을 확인한다. In this paper, we propose a D flip-flop based on quantum-dot cellular automata(QCA) clocking and design a programmable quantum-dot cell(QPCA) structure using the proposed D flip-flop. Previous D flip-flops on QCA are that input should be set to an arbitrary value, and wasted output values exist because it was utilized to duplicate by clock pulse and QCA clocking. In order to eliminate these defects, we propose a D flip-flop structure using binary wire and clocking technique on QCA. QPCA structure consists of wire control logic, rule control logic, D flip-flop and XOR logic gate. In experiment, we perform the simulation of QPCA structure using QCADesigner. As the result, we confirm the efficiency of the proposed structure.