Завдання до виконання лабораторної роботи

Розробити проект наносхеми на квантових коміркових автоматах для реалізації операції додавання і переносу до старшого розряду та дослідити роботу напівсуматора за допомогою САПР QCADesigner.

1. Запустити САПР. Створити наносхему напівсуматора на КА на проектному полі, як показано для прикладу на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Наносхема напівсуматора на КА

2. Розділити отриманий масив комірок на зони синхронізації, створити входи для двох доданків, програмовані входи та виходи суми і переносу до старшого розраду.

3. Виконати команду головного меню Simulation/Start Simulation і отримати результати моделювання у вигляді осцилограм, зразки яких для прикладу наведені на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Результати моделювання наносхеми напівсуматора на КА

Завдання до оформлення лабораторної роботи

Для захисту лабораторної роботи потрібно підготуватися до відповідей на контрольні запитання та оформити протокол, який вміщує:

1. Теоретичні відомості про мікро- та наносхеми, які реалізують операції додавання двох однорозрядних кодів з переносом до старшого розряду.

2. Розроблену наносхему напівсуматора та осцилограми, які моделюють його роботу. Пояснити отримані результати.

3. Висновки. Контрольні запитання

6.1. Пояснити принцип дії напівсуматора.

6.2. Для чого формується сигнал переносу до старшого розряду?

6.3. Побудувати повні таблиці дійсності для всіх елементів мікро- та наносхем напівсуматора.

6.4. Довести, що логічне рівняння (6.1) та мажоритарна рівнозначність (6.3) співпадають.

6.5. Довести, що логічне рівняння (6.2) та мажоритарна рівнозначність (6.4) співпадають.

6.6. Як розподіляються електрони у квантових комірках наносхеми напівсуматора, коли на її входах діють комбінації доданків та ?

Лабораторна робота № 4 Проектування наносхеми однорозрядного суматора

Мета роботи: Навчитись автоматизованому проектуванню наносхем на КА, які реалізують функцію додавання однорозрядних бінарних чисел із переносом у старший розряд.

Теоретичні відомості

Однорозрядний суматор (рис.7.1, а) використовується для додавання старших розрядів бінарних слів з урахуванням можливого переносу з молодшого розряду. Технічна реалізація однорозрядного суматора на 3 мажоритарних елементах та 2 елементах заперечення наведена на рис.7.1, б.

а) б)

Рис. 7.1. Умовне позначення суматора (а) та його еквівалентна схема на базі наноелектронних мажоритарних елементів (б)

Виконання операції додавання двох доданків і та переносу описуються мажоритарними рівнозначностями:

(7.1)

. (7.2)

де – код переносу з молодшого розряду.

Завдання до виконання лабораторної роботи

Розробити проект наносхеми на квантових коміркових автоматах однорозрядного суматора та дослідити її роботу за допомогою САПР QCADesigner.

1. Запустити САПР. Створити наносхему однорозрядного суматора на КА на проектному полі, як показано для прикладу на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Наносхема однорозрядного суматора на КА

2. Поділити отриманий масив комірок на зони синхронізації, створити входи для двох доданків і одного переносу з молодшого розряду, програмовані входи та виходи суми і переносу до старшого розраду.

3. Виконати команду головного меню Simulation/Start Simulation і отримати результати моделювання у вигляді осцилограм, зразки яких для прикладу наведені на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Результати моделювання наносхеми однорозрядного суматора на КА