طراحي مدارات منطقي با استفاده از سلول هاي غير فرار مغناطيسي با در نظر گرفتن PDP و قابليت اطمينان

دكتري

امروزه، تكنولوژي CMOS به عنوان تكنولوژي برتر جهت طراحي و ساخت ريزپزدازنده ها، حافظه ها و مدارهاي مجتمع با كاربرد خاص (ASICs) مورد استفاده قرار مي گيرد. اما اين تكنولوژي داراي نقطه ضعف هايي مي باشد كه عبارتند از: تاخير زياد در راه اندازي مجدد مدارهاي قابل برنامه ريزي، از دست دادن داده ها در وقفه هاي غير منتظره منبع تغذيه، و جريان هاي نشتي زياد در فناوري هاي ساخت زير ١٠٠ نانومتر. بمنظور بهبود سرعت راه اندازي مجدد، امنيت داده ها و كاهش توان مصرفي ايستا اخيرا طراحي و پياده سازي مدارات با استفاده از عناصر نانو متري مغناطيسي، بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در همين راستا اين پژوهش با در نظر گفتن عناصر نانو متري مغناطيسي به عنوان يك عنصر موثر در كاهش توان مصرفي ايستا و مساحت، دو ساختار براي طراحي و توسعه مدارهاي منطقي ارائه مي كند و آنها را از نظر قابليت اطمينان و حاصلضرب توان‐تاخير مورد ارزيابي قرار مي دهد. با توجه به اهميت تعداد عناصر غير فرار در قابليت اطمينان مدارهاي تمام مغناطيس، ساختار پيشنهادي اول با تركيب يك مقاومت مرجع و عناصر غير فرار موازي، مي تواند همه انواع گيت هاي منطقي را توليد كند. ساختار پيشنهادي دوم تنها با استفاده از دو عدد عنصر غير فرار و يك جريان كنترل، مي تواند همه انواع گيت ها را توليد كند و درنتيجه قابليت اطمينان و كاهش مساحت قابل توجهي را فراهم نمايد. ساختار پيشنهادي اول از تعداد عناصر بيشتري در مقايسه با ساختار پيشنهادي دوم استفاده مي كند اما توان مصرفي آن كمتر مي باشد. ساختار پيشنهادي دوم در كاربردهايي كه مساحت از اهميت بالاتري نسبت به توان مصرفي برخوردار مي باشد و ساختار پيشنهادي اول، در كاربردهايي كه توان مصرفي، بيشتر مورد توجه مي باشد كاربرد دارند. نتايج آزمايش ها نشان مي دهند كه ساختار هاي پيشنهادي، انرژي را حداقل به ميزان 11% كاهش، و قابليت اطزمينان را حداقل به ميزان 50% افزايش مي دهند.

190392

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر احمد پاطوقي

معماري سيستم هاي كامپيوتري

دكتر مهدي فاضلي