ボルテックスを利用した機能回路の開拓

使用涡流开发功能电路

基本信息

批准号：
11129201
负责人：
赤澤正道
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11129201/
关键词：
ボルテックス二分決定グラフ BDD 加算器回路設計アーキテクチャ

项目摘要

ボルテックス輸送の性質を巧みに利用した、新たな回路アーキテクチャを見つけ出すことは、超伝導エレクトロニクスの発展を促進する鍵となる。研究代表者は、新規なデバイスである「ボルテックスBDDデバイス」を用いて高速な理論回路を構成する方法を見出した。BDDは二分決定グラフの略であり、ブール代数によらず、有向グラフを用いてディジタル関数を表現するための1方法であり、論理設計において多くのディジタル関数を完全かつ簡便に表現することができる。本研究では、BDDをそのまま回路化し、BDD回路システムとすることを考えた。BDD回路システム中において、論理出力値は、変数の組み合わせによって活性化されるパスを、情報担体が転送されることにより決められる。BDDノードデバイス(BDDデバイス)に要求される機能は入力変数にしたがって情報担体の転送される方向を切り替える、2分岐スイッチングである。本研究においては、分岐点の2つの枝において、ジョセフソン接合の超伝導―常電導遷移を用いてボルテックスの転送方向を切り替える方式のデバイスを提案した。提案したBDDデバイスを用いて構成される32ビット加算器および32ビット比較器についてシュミレーションを行った結果、両者とも正しく動作することが示され、加算器では高々350psの処理時間、比較器では高々750psの処理時間で計算が可能なことが示された。また、SBDD(Shared BDD)およびMTBDD(Multiple terminal BDD)の手法を適切に用いると、回路の規模を大幅に縮小できることがわかった。

寻找巧妙地利用涡旋传输特性的新电路体系结构是推动超导电子产品开发的关键。研究人员发现了一种使用称为“ Vortex BDD设备”的新设备构建高速理论电路的方法。 BDD代表二进制决策图，是一种使用定向图来表达数字功能的方法，无论布尔代数如何，都可以在逻辑设计中以完整便捷的方式表达许多数字功能。在这项研究中，我们考虑了将BDD转换为原样的电路，并使其成为BDD电路系统。在BDD电路系统中，逻辑输出值取决于被变量组合激活的信息载波转移到路径。 BDD节点设备（BDD设备）所需的功能是两分支开关，它切换了根据输入变量传输信息载体的方向。在这项研究中，我们提出了一种使用Josephson连接的超导率正常传导过渡的设备，以在分支点的两个分支上切换涡旋转移方向。对使用拟议的BDD设备构建的32位加法器和32位比较器进行了仿真，并表明它们都可以正常工作，并且对于比较器，最多可以为加法器和最多750 PS进行计算。还发现，适当使用SBDD（共享BDD）和MTBDD（多个端子BDD）技术可以显着降低电路尺寸。