معرفي ساختارهاي جديد براي لچ و فليپ فلاپ نوع D در تكنولوژي اتواناتاي سلولي نقطه‌اي كوانتومي و استفاده از آن در مدارهاي آشكارساز فاز-فركانس، تقسيم كننده فركانسي و شمارنده

Introducing New Structures for D-Type Latch and Flip-Flop in Quantum-Dot Cellular Automata Technology and its Use in Phase-Frequency Detector, Frequency Divider and Counter Circuits

تكنولوژي اتوماتاي سلولي نقطه­ اي كوانتومي يك راهكار جايگزين براي غلبه بر محدوديت هاي حاكم بر تكنولوژي CMOS است. در اين مقاله، يك ساختار جديد براي لچ نوع D در تكنولوژي اتوماتاي سلولي نقطه ­اي كوانتومي كه داراي پايه هاي نشاندن و بازنشاني است، ارائه شده است. ساختار پيشنهادي عليرغم داشتن پايه ­هاي نشاندن و بازنشاندن، تنها داراي 35 سلول كوانتومي، تاخيري معادل با نيم سيكل كلاك و سطح مقطع اشغالي برابر با 39204 نانومترمربع است. سپس از اين ساختار براي پياده ­سازي فليپ فلاپ هاي نوع D داراي پايه­ هاي نشاندن و بازنشاندن حساس به لبه بالارونده، پايين رونده و هر دو لبه استفاده شده است. به عنوان نمونه ساختار پيشنهادي فليپ فلاپ نوع D حساس به لبه بالا رونده با پايه­هاي نشاندن و بازنشاني داراي 55 سلول كوانتومي، تاخير 75/0 سيكل كلاك و سطح مقطع اشغالي 61404 نانومترمربع است. در ادامه جهت اثبات صحت رفتاري مدار پيشنهادي در مدارهاي پيچيده ­تر، اين ساختارها در قالب آشكارساز فاز-فركانس، تقسيم كننده فركانسي و شمارنده مورد استفاده قرار گرفته است. براي ساختارهاي پيشنهادي شبيه سازي پارامترهاي توان نيز صورت گرفته است.

Quantum-dot cellular automata (QCA) technology is an alternative to overcoming the constraints of CMOS technology. In this paper, a new structure for D-type latch is presented in QCA technology with set and reset terminals. The proposed structure, despite having the set and reset terminals, has only 35 quantum cells, a delay equal to half a cycle of clocks and an occupied area of ​​39204 nm2. Then, this structure has been used to implement D-type flip-flops that are sensitive to the rising, falling, and both edges. For example, the proposed structure of the rising edge D-type flip-flop has a 55 quantum cells with a delay of 0.75 clock cycles and an occupied area of ​​61404 nm2. In order to prove the proposed circuit behavior in more complex circuits, these structures have been used in the form of phase-frequency detectors, frequency dividers, and counters. Simulation of power parameters has been done for proposed structures.