Demonstration of Interface Circuits for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Cell Library Using an Eight-Metal Layer Superconductor Process
Demonstration of Interface Circuits for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Cell Library Using an Eight-Metal Layer Superconductor Process
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使用八金属层超导体工艺演示绝热量子通量参量电子元件库的接口电路
DOI：
10.1109/tasc.2023.3244147
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发表时间：
2023
影响因子：
1.8
通讯作者：
Yoshikawa Nobuyuki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hironaka Yuki;Meher Sukanya S.;Ayala Christopher L.;He Yuxing;Tanaka Tomoyuki;Habib Mustapha;Sahu Anubhav;Inamdar Amol;Gupta Deepnarayan;Yoshikawa Nobuyuki
在本文中，我们根据已建立的AQFP和RSFQ单元库，使用MIT LL SFQ5ee流程设计并演示了AQFP（绝热量子通量参数）和RSFQ（快速单通量量子）电路之间的接口电路。这些接口的原理基于之前使用四金属层超导体工艺设计和演示的原理。 AQFP 至 RSFQ 接口基于 RSFQ 比较器，其中 AQFP 缓冲器的输出电流被转换为 SFQ 脉冲输出。 RSFQ 至 AQFP 接口基于 RSFQ D 触发器，其中 D 触发器的内部状态由 AQFP 缓冲区读出。得益于八金属层工艺，与采用四金属层工艺的原始设计相比，接口设计时可以减少电路面积。我们设计、制造和测试了 AQFP-RSFQ 混合多路复用器测试电路，作为接口利用的示例，该电路在低频测试中以相当宽的偏置裕度实现正确操作。
In this paper, we designed and demonstrated interface circuits between AQFP (adiabatic quantum-flux-parametron) and RSFQ (rapid single-flux-quantum) circuits according to the established AQFP and RSFQ cell libraries using the MIT LL SFQ5ee process. The principles of these interfaces are based on ones that were previously designed and demonstrated using a four-metal-layer superconductor process. The AQFP-to-RSFQ interface is based on an RSFQ comparator, where an output current from an AQFP buffer is converted to an SFQ pulse output. The RSFQ-to-AQFP interface is based on an RSFQ D flip-flop, where the internal state of the D flip-flop is read out by an AQFP buffer. Thanks to the eight-metal-layer process, the interfaces can be designed with reduced circuit area compared to original designs with the four-metal-layer process. We designed, fabricated, and tested an AQFP-RSFQ hybrid multiplexer test circuit as an example of utilization of the interfaces, which results in correct operation with reasonably wide bias margins in low-frequency tests.
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