Thereshold logic technology mapping for emerging nanotechnologies

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Neutzling, Augusto
• Orientador(a): Ribas, Renato Perez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Microeletrônica; Circuitos digitais
• Palavras-chave em Inglês: Logic synthesis; Digital circuit; Technology mapping; Threshold logic; Majority logic; Nanotechnologies
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/180356

Lógica de Limiar (Threshold Logic) é um promissor paradigma alternativo para implementar funções Booleanas is projetos de circuitos digitais. Uma função limiar pode ser definida como uma função Booleana onde a saída é avaliada em termos dos pesos das entradas e um valor de threshold. Embora esse assunto tenha sido investigado desde a década de 1960, a lacuna por implementações em hardware eficientes para funções threshold resultaram em um menor interesse no desenvolvimento de um fluxo de projeto baseado em threshold logic. No entanto, para algumas tecnologias emergentes como memristors, spintronic e diodos de tunelamento ressonantes (RTD), essa estratégia de projeto se mostra mais apropriada que os circuitos CMOS tradicionais baseados em chaves lógicas. Portanto, a pesquisa e o desenvolvimentos de métodos de síntese e verificação aplicáveis a circuitos threshold multi-níveis são necessárias. As ferramentas estado-da-arte para a síntese de circuitos threshold realizam um mapeamento tecnologico genérico, sem considerar informações de propriedades threshold, e depois realizam uma resíntese para cada nodo do circuito mapeado. Este trabalho apresenta a primeira abordagem efetiva de mapeamento tecnológico para portas lógicas threshold (TLGs), baseada em identificar funções threshold durante o mapeamento. Essa abordagem habilita a exploração do espaço de busca em todo o circuito, procurando por uma cobertutra threshold logic. Como consequência, os resultados em termos de área e desempenho são melhorados, assim como a escalabilidade do circuito. Uma segunda contribuição introduzida nesse trabalho é melhora da qualidade dos resultados explorando cortes redundantes de uma maneira mais eficiente. Finalmente, o mapeador tecnológico proposto também é capaz de otimizar diferente estimativas de área dos TLGs: o somatório total de pesos e valor de threshold; o somatório total de entradas; e o número total de TLGs.