【摘 要】
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近年来,集成电路制造工艺的水平正在不断地提升,基于互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)的技术正在逐步接近它的物理极限,诸如量子效应、漏电流效应和功率耗散等问题变得越发突出,这些二级效应严重影响了集成电路的进一步发展。为了继续缩小电路和提高微处理器的性能,CMOS的替代品必不可少。量子点元胞自动机(Quantum-dot c
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近年来,集成电路制造工艺的水平正在不断地提升,基于互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)的技术正在逐步接近它的物理极限,诸如量子效应、漏电流效应和功率耗散等问题变得越发突出,这些二级效应严重影响了集成电路的进一步发展。为了继续缩小电路和提高微处理器的性能,CMOS的替代品必不可少。量子点元胞自动机(Quantum-dot cellular automata,QCA)是一个具有设计新硬件组件潜力的研究课题,它具有纳米尺寸,超低功耗和高时钟率,展现出了良好的发展前景。通信系统是电信领域的一个热门研究方向,利用QCA实现纳米通信网络在应用领域具有广阔的前景。为了纳米计算机的进一步发展,纳米通信电路应该具备检测和纠正错误的能力。汉明码在通信电路的错误检测和校正中起着重要的作用,它通过在传输的信息流中插入监督位可以检测并纠正单一比特误码。本文通过探究得到了新型高效的QCA二进制译码器设计方法,它作为汉明译码器的查找表具有结构简单,响应快速的优点。基于提出的二进制译码器,本文用QCA实现了(7,4)和(15,11)汉明码的编译码器电路,它通过在要传输的信息流中插入校验位,不仅可以检验数据是否有效,还能够在一位数据位出现错误的情况下指出错码的位置并进行纠正。综合来看,本文提出的设计对于用QCA实现纳米通信具有启发意义,对通信电路的检测和校正起着重要的作用,同时QCA中通信架构的发展对于巩固QCA这种新兴的纳米技术作为可能的CMOS器件的替代品至关重要。
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