Porte logique réversible robuste et compacte pour un calcul à faible consommation d'énergie et haute performance

Résumé La logique réversible est un paradigme de conception adapté aux systèmes numériques écoénergétiques et a récemment été reconnue comme une option viable pour concevoir des applications numériques sophistiquées. Elle a la capacité de révolutionner les avancées dans le calcul quantique et à faible consommation d'énergie. Cette recherche présente une porte réversible innovante conçue avec seulement 10 transistors. La porte proposée inclut des capacités pour plusieurs opérations logiques telles que XOR, XNOR, NON, NAND, NOR et additionneur de demi. Cette conception proposée peut atteindre un coût quantique minimal, ce qui est fortement recommandé dans le calcul quantique. Nous avons vérifié la résilience de la conception en utilisant une analyse par Monte Carlo et en consultant les coins de processus après l'avoir modélisée avec Cadence Virtuoso à la technologie de 45 nm et à une tension d'alimentation de 1 V. Cela confirme la robustesse de la conception face aux variations. Contrairement aux portes réversibles actuelles, la structure proposée réalise une réduction de 18 % du délai et une réduction de 12 % du produit de délai de puissance, ce qui en fait une option attrayante pour la conception de circuits à haute vitesse et à faible consommation d'énergie. Pour illustrer son adaptabilité dans des conceptions alternatives, nous l'avons utilisée pour construire un circuit de convertisseur binaire en code Gray de 4 bits.