Parallel prefix adder de 4 bits utilizando a tecnologia de autômatos celulares de ponto quântico

Abstract

Nos dias atuais tecnologia não é mais algo que só grandes empresas ou pesquisadores utilizam, esta está no dia a dia de muitas pessoas ao redor do globo. Tal tecnologia comumente é constituída de componentes eletrônicos, sejam eles digitais ou analógicos. Esses componentes integrados estão chegando no seu limite de fabricação, encontrando então um limite física para melhorias. Pesquisadores têm estudado formas alternativas de fabricação, incluindo novas tecnologias para construir esses circuitos eletrônicos. Em 1993 pesquisadores propuseram uma tecnologia chamada Autômato Celular de Ponto Quântico, ao contrario do que seu nome indica não é para ser utilizada em computação quântica, e sim na computação baseada em números binários como a atual tecnologia, CMOS. Desde então muitos propuseram melhorias para essa tecnologia. Um dos focos na academia é a construção de blocos presentes nos circuitos integrados de hoje em dia, como memorias, somadores e registradores. Entre esses somadores e registradores são muito importantes para a unidade lógica e aritmética presente em todos os microprocessadores e microcontroladores da atualidade. O atual trabalho se propõe a construção de um Parallel Prefix Adder utilizando a tecnologia QCA. A metodologia é explicada e o leiaute para cada um dos blocos que constituem o somador é mostrado. O leiaute para um PPA de 4 bits será mostrado e simulado utilizando QCADesigner. Serão realizadas comparações com um artigo publicado, o qual propõem outros somadores utilizando a mesma tecnologia.

Nowadays technology like computers and cellphones is not unreachable to ordinary people. These devices are mainly assembled with electronic compounds. These compounds are divided in to main families, digital compounds and analog compounds. The man fabrication method is to integrate these blocks in one circuit, but the foundries are reaching the physical fabrication limit and soon it will be impossible to build better circuits only reducing the technological node and raising the scalability. Researchers have been studied technologies with potential to substitute the CMOS technology as the main digital integrated circuits implementation technology. In 1993 was proposed a new technology called Quantum-dot Cellular Automata, unlike its name could indicates it is not a quantum computation technology, the QCA is based on the same binary computation schema as CMOS technology. Since its proposal many researchers have proposed improvements and circuits implementation to these technology. These circuits normally are the main blocks found in microprocessors and microcontrollers like, memories, adders and registers. Adders and registers are very important to build a Aritmetic and Logic Unit. This works propose an implementation to a 4 bits Parallel Prefix Adder using the QCA technology. The methodology will be explained and the layout to each block will be validated. The layout to 4 bits PPA will be shown as well as the simulation using the QCADesigner. After the simulation the actual result is compared with adders proposed by one paper published which proposes three other adders using QCA.