通过与非门方式计算遥控器电路数量

    QCA地磅遥控器电路中的通用门是多数门。基本逻辑门，和或，可以通过将一个输入分别应用于0或1来使用该门来实现，这已经被一些已发表的论文[25]-[27]所关注。QCA中出现了两种形式的多数门，如图3[28]、[29]所示。该闸门的一般公式如下所示：其中M表示三个数字输入A、B和C的大部分。

 

    通常，带反相器的多数门是QCA地磅控制器电路的基本组成部分。QCA中有三种逆变器配置，如图4所示。图中的结构。4（a）和（c）不像图4（b）中的结构那样坚固。为了进行计算并确保数据流向输出端，使用了QCA时钟。时钟对于为QCA电路提供电源和控制数据流方向也很重要[16]，[30]。时钟控制着点与点之间的屏障。当时钟较低时，细胞极化仍然不清楚。当时钟高的时候，电池得到固定的极化。时钟信号由四个时钟相位组成，以确保绝热单元切换，包括切换、保持、释放和放松。QCA电路可分为4个时钟区，每个时钟区包含4个相位，如图5所示[31]。在逻辑设计中，比较器是一个重要的组成部分。它可以区分两个数字的三种状态：相等、较大或较小[16]。图6示出了单位比较器电路的框图，其中–1表示逻辑0[32]。电子地磅遥控器电路接收两个信号A和B。当A<B时，上多数门给出高（逻辑1）。如果A>B，则下多数门在输出端给出高电平。只有当两个信号都为高电平时，XNOR门才为高电平。表1解释了图6中使用的三个门对所有输入状态的响应。

 

    QCA比较器电路已经被许多研究人员较早地引入。在[14]中，QCA比较器电路设计为面积为0.06的多层结构µm2和73细胞，如图7所示。在文献[18]中，作者提出了一种单比特比较器，这种QCA比较器电路需要一个面积为0.04的多层结构来实现µm2和54 QCA细胞如图8所示。在[33]中，提出了竞争面积和数字地磅遥控器细胞计数比较电路。如图9所示，由于XNOR的输出直接来自转角反相器，因此该QCA比较器电路遭受低效输出，这通常需要在输出单元之前额外单元来稳定，并且如果在输出单元之前放置任何额外单元，则整个电路将改变。本文提出了QCA-XNOR门的两种结构（XNOR-1和XNOR-2），如图10所示。此外，本文提出了一种新颖的三输入异或门结构。从该栅极可以导出XNOR栅极的最佳形式，如图11所示。所提出的结构来自QCA的固有功能，不遵循任何组合函数。这三种结构将用于设计单比特比较器。所提出的XNOR门均为单层门，具有很好的输入间距，避免了串扰效应。输出单元位于栅极的外部。第一和第二种地磅控制器结构（XNOR-1和XNOR-2）直接设计为XNOR门，而第三种结构（XNOR-3）是带反相器的异或门。