【摘 要】
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随着集成电路制造工艺水平的不断提高,CMOS器件的尺寸越来越小。特征尺寸的持续性减小给电路带来一系列不可避免的问题,如较大的漏电流、高功耗密度以及互连线的寄生效应等现
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随着集成电路制造工艺水平的不断提高,CMOS器件的尺寸越来越小。特征尺寸的持续性减小给电路带来一系列不可避免的问题,如较大的漏电流、高功耗密度以及互连线的寄生效应等现象,严重影响了集成电路的发展,因此需要有新的技术来接替CMOS器件。在上个世纪90年代,量子细胞自动机(Quantum-dot cellular automata,QCA)被提出,因其具有较高的集成度、超高的运算速度和超低的功耗等特点,展现出了良好的发展前景,并迅速被科研工作者所关注。自QCA电路提出至今,不仅在基础理论上得到了深入研究,而且在仿真软件的开发上也得到了快速发展。在QCA电路仿真软件方面,QCADesigner作为当前标准的QCA电路仿真工具,给出了“双稳态(Bistable)”算法和“相干矢量(Coherence vector)”算法的最初实现。尽管QCADesigner被广泛使用,但它的实现并没有考虑到软件的架构问题,这为它的扩展性带来了很大的局限,不便于软件的后续开发。为了克服QCADesigner在设计上的缺陷,本文重新开发了一个具有可扩展性架构的QCA电路仿真软件。在该工作中,本文首先对软件的架构进行了研究,提出了一个具有可扩展性的QCA电路仿真软件架构,并在此架构之上对“双稳态”和“相干矢量”算法进行了重新实现。通过仿真结果与QCADesigner进行分析对比,充分表明了该架构的有效性。接着,本文利用该架构实现了QCA电路中的“功耗分析”算法,结果表明了该架构具有良好的可扩展性。最后,为了方便用户使用,本文还对该软件的GUI部分进行了设计并实现,并取得了不错的成果。
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