طراحی مدار XOR کارامد مبتنی بر منطق نانومغناطیس

هدف این مقاله ارائه طرحی جدید و کارامد برای مدار XOR بر پایه تکنولوژی منطق نانومغناطیس در راستای تحقق بخشیدن به پیاده سازی مدارهای محاسباتی نانومغناطیسی از جمله جمع کننده، تفریق کننده و ضرب کننده می باشد. منطق نانومغناطیس به دلایلی از جمله سرعت بسیار بالا، توان مصرفی به شدت پایین، قابلیت مجتمع سازی و کارکرد در دمای اتاق، یک جایگزین مناسب برای تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای متعارف است. برای پیشبرد هدف این پژوهش، ابتدا به معرفی گیت های اکثریت در فناوری نانومغناطیس پرداخته می شود و سپس دو طرح کارامد با کمترین مساحت، کمترین تعداد المان نانومغناطیس و کمترین تاخیر برای XOR بر اساس یک گیت اقلیت سه ورودی و یک گیت اکثریت پنج ورودی پیشنهاد می شوند. المان های پایه مورد استفاده در این دو طرح از نوع سلول های نانومغناطیس عمودی متشکل از مواد Co/Pt، به دلیل مزیت های نسبی این ماده هستند. در جهت ایجاد عملکرد درست مدار همچنین نیاز به اعمال ساعت است که در این پژوهش ایجاد پارامتر ساعت با یک میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت اعمال می شود. برای پیاده سازی این مدارها از ابزار MagCAD و برای بررسی صحت عملکرد این مدارها از شبیه ساز Modelsim استفاده شده است. با توجه به نتایج حاصل از این شبیه سازی می توان گفت که طرح پیشنهادی XOR سه ورودی تک لایه ای و چندلایه ای پیشنهادی در تعداد گیت ها به ترتیب 50% و 25%، در تاخیر به ترتیب 80% و 80% و در تعداد المان های به کار رفته به ترتیب 23% و 21% نسبت به پژوهش مشابه دارای عملکرد بهتری هستند.