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Introducing scalable 1-bit full adders for designing quantum-dot cellular automata arithmetic circuits

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2022年第8期23卷 1264-1276页

作者： Hamideh KHAJEHNASIR-JAHROMI Pooya TORKZADEH Massoud DOUSTI Department of Electrical and Computer Engineering Science and Research BranchIslamic Azad UniversityTehran ***Iran

Designing logic circuits using complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS)technology at the nano scale has been faced with various challenges *** leakage currents,the short-effect channel,and high energy dissipation are some of the ***-dot cellular automata(QCA)represent an appropriate alternative for possible CMOS replacement in the future because it consumes an insignificant amount of energy compared to the standard *** key point of designing arithmetic circuits is based on the structure of a 1-bit full adder.A low-complexity full adder block is beneficial for developing various intricate *** paper represents scalable 1-bit QCA full adder structures based on cell *** proposed full adders encompass preference aspects of QCA design,such as a low number of cells used,low latency,and small area ***,the proposed structures have been expanded to larger circuits,including a 4-bit ripple carry adder(RCA),a 4-bit ripple borrow subtractor(RBS),an add/sub circuit,and a 2-bit array *** designs were simulated and verified using QCA Designer-E version *** tool can estimate the energy dissipation as well as evaluate the performance of the *** results showed that the proposed designs are efficient in complexity,area,latency,cost,and energy dissipation.

关键词： Quantum-dot cellular automata(QCA) Full adder Ripple carry adder(RCA) add/sub circuit Multiplier

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