کاهش محاسبات در تولید مدارهای الکترونیکی

به گزارش فارس، به دلیل عملکردهای بهینه منطق‌های چند ارزشی، همانند کاهش محاسبات و افزایش حجم اطلاعاتی قابل انتقال و... ، چند دهه از گسترش آن در تولید مدارات الکترونیکی و به عنوان جایگزینی برای منطق باینری می‌گذرد، حال آنکه بعضی از مشکلات آن در طول دهه اخیر سبب کندی روند گسترش آن شده است که با افزایش سرعت و کاهش حجم مدارات که به عنوان قابلیت‌های علوم نانو، قابل دستیابی هستند، می‌توان روند بهینه‌ای را برای آن متصور بود.

پیمان کشاورزیان، متخصص سخت افزارکامپیوتر، بهره‌گیری از منطق‌های چند ارزشی در مدارات را مستلزم شناخت میدان‌ها و مجموعه‌ها با تعاریف ریاضی و عملکردهای منحصر به‌فرد دانسته است.

نانولوله‌های کربنی به دلیل هدایت الکتریکی بسیار بالای خود در ابزارهای انتقالی همانند نانوسیم‌ها و ترانزیستورهای اثر میدانی به دلیل سرعت بالا و حجم کم، بسیار مورد توجه بوده‌اند، این ترانزیستورها در طراحی منطق‌های چند ارزشی ، به دلیل توانایی کنترل آستانه ولتاژی ، عملکردهای بهینه‌ای را از خود نشان داده‌اند.

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان گفت: دستیابی به یک مدار کاملا عمومی که از روابط ریاضی و محاسبات عملیاتی جدا بوده و بتواند کلیه توابع موجود در منطق‌های سه ارزشی را پیاده کند بسیار آرمانی به نظر می‌رسید، ولی در طرح ارایه شده در این پژوهش، تنها با بهره‌گیری از 16 ترانزیستور و یک طراحی منحصر به‌فرد، قابلیت ارایه کلیه توابع در منطق‌های چند ارزشی وجود خواهد داشت.

کارهای گذشته‌ای که در عرصه ترکیبِ فناوری نانو و منطق‌های چند ارزشی انجام شده بود صرفا از تعریف، طراحی و ساخت مدارهای پایه از میدان‌های ریاضی توصیف شده (لیترال ، گالوا و...) بهره می‌گرفتند ، در صورتی که مهندس کشاورزیان ابتدا سعی بر پیاده‌سازی و بهینه‌سازی عملگرهای پایه میدان‌های چند ارزشی جدید کرده است سپس برای جداسازی روابط پیچیده ریاضی از علم الکترونیک، با بهره‌گیری از 16 ترانزیستور و با به کارگیری عملکردهای ترانزیستورهای CNTFET ، ساخت و طراحی منحصر به‌فردی را ارایه داده است که بدون نیاز به روابط ریاضی پیچیده، می‌توان تمامی توابع و عملکردها را در منطق‌های سه ارزشی (19683 عملکرد متفاوت) پیاده‌سازی کرد.

نکته حائز اهمیت در این طرح آن است که می‌توان با توصیف یک بلوک محاسباتی با قابلیت پیاده‌سازی کلیه توابع در منطق‌های سه ارزشی این امکان را ایجاد کرد که در هر صنعتی که به یک عملیات الکترونیکی نیاز باشد بتوان از عملکردهای آن استفاده کرد بنابراین از این نانوسیستم می‌توان به عنوان یک بلوک عملیاتی قابل برنامه‌ریزی در ارایه یک نانوبرنامه ریز میدانی بهره گرفت.

جزئیات این پروژه که با راهنمایی کیوان ناوی و امید هاشمی‌پور انجام شده، در مجله Int. J. Nanotechnol (جلد 6، صفحات11- 10، سال 2009) منتشر شده است.