ITERATIVE HEURISTICS FOR CMOL HYBRID CMOS/NANODEVICES CELLS MAPPING
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
شهدت الآونة الأخيرة عدة إقتراحات لدارات هجينة تجمع بين عناصر الدارات المتكاملة التقليدية CMOS وعناصر نانوية ذات خواص كهربائية. تجمع هذه الدارات الهجينة بين سهولة التصميم ومردود التصنيع العالي لتكنولوجيا CMOS، وبين مواسك نانوية ثنائية الإستقرار ذات كثافة عالية وقدرة على العمل عند ترددات مرتفعة. إحدى هذه البنى الجديدة هي بنية CMOL، وهي بنية مكونة من طبقة أسلاك نانوية متقاطعة تتوضع فوق طبقات CMOS التقليدية. يتم تحقيق المنطق التركيبي في بنية CMOL بإستخدام الأسلاك والتجهيزات النانوية على شكل شبكة من بوابات NOR وعواكس. يتم تحقيق الدارة من خلال برمجة العناصر النانوية المتوضعة بين الأسلاك النانوية المتداخلة. تسبب الصعوبات التصنيعية محدودية في أطوال الأسلاك النانوية، مما يجعل التوصيل بين عناصر الدارة مقيداً بالخلايا الموجودة ضمن مجال محدد للتوصيل. يسبب هذا التقييد صعوبة في تصميم الدارات المتكاملة، وخصيصاً في عملية توزيع العناصر الإلكترونية على الخلايا المتوفرة في الدارة. كما تعاني العناصر النانوية ثنائية الإستقرار الموجودة عند تقاطعات الأسلاك النانوية من عيوب ضمنية، أي أنها تكون غير قابلة للبرمجة أو الإستخدام، ويتوقع بأن تكون نسبة العيوب في هذه التجهيزات النانوية مرتفعة مقارنة بنسبة العيوب الموجودة في دارات CMOS. في هذه الرسالة سنقدم حلاً لمشكلة توزيع عناصر الدارات الإلكترونية على الخلايا المتاحة في بنية CMOL، كما سنقوم بإعادة توزيع هذه العناصر لتلافي إستخدام أي من التجهيزات النانوية المعيبة. سيتم ذلك بإستخدام خوارزميتين غير حتميتين هما Simulated Evolution و Tabu Search واللتان تقومان بإيجاد توزيع معين للعناصر، بحيث يتم احترام قيود التوصيل واستخدام عناصر نانوية غير معيبة. استخدمنا في عملية تقييم فعالية الخوارزميات المقترحة مجموعة من الدارات القياسية ذات الأحجام المختلفة والمعروفة بإسم ISCAS'89. لقد أظهرت النتائج أن كلاً من الخوارزميتين قادرتان على إعطاء حلول أفضل من مثيلاتهما وبزمن حساب أقل. علاوة على ذلك، فإنهما تسفران عن عملية إعادة توزيع ناجحة عند نسب عالية من العيوب تصل إلى خمسين في المئة.