Towards design flow for space-efficient implementation of polymorphic circuits based on ambipolar components

Abstract

Hlavním cílem tohoto příspěvku představit ucelený návrhový postup, díky němuž je možno docílit efektivní implementace polymorfních obvodů. Především je zde využito technik na bázi evolučních algoritmů, které slouží k automatizovanému navrhování základních typů multifunkčních obvodových prvků (tj. logických hradel). V tomto případě se předpokládá uplatnění pokročilých materiálů či nanostruktur vykazujících tzv. ambipolární chování. Při návrhu vlastní struktury logických hradel je využito tranzistorů, u nichž lze řídit režim činnosti (tedy zda se chovají jako N- či P-kanálové prvky) řízením polarity napájecích větví. Bohužel konvenční návrhové metody a algoritmy není možné přímo využít pro efektivní návrh polymorfních obvodů, aniž by nebylo nutné se zabývat jejich podstatnou modifikací. Další z důležitých součástí prezentovaného způsobu návrhu vytváření polymorfních obvodů je tedy příslušná syntézní technika využívající specifických vlastností popisovaných multifunkčních hradel. Tento přístup k obvodové syntéze napomáhá dosažení prostorově efektivních výsledků zejména v případě komplexních polymorfních obvodů skládajících se ze stovek hradel. Klíčovým aspektem je v tomto případě využití principů Booleovského dělení a techniky tzv. kernellingu logických funkcí.