[pt] Esta dissertação investiga e propõe um novo simulador de
circuitos de
Autômatos Celulares com Pontos Quânticos (QCA) e uma nova
metodologia para
a criação e otimização de circuitos lógicos, utilizando
técnicas da inteligência
computacional. Autômatos Celulares com Pontos Quânticos é
uma nova
tecnologia, na escala nanométrica, que tem chamado a
atenção dos pesquisadores
por ser uma alternativa à tecnologia CMOS, cujo limite
físico de miniaturização
será atingido nos próximos anos. QCA tem um grande
potencial no
desenvolvimento de circuitos com maior densidade espacial,
maior velocidade,
baixa dissipação e baixo consumo de energia. Ao contrário
das tecnologias
tradicionais, QCA não codifica a informação pelo fluxo de
corrente elétrica, mas
pela configuração das cargas elétricas no interior das
células. A interação
coulombiana entre as células garante o fluxo da
informação. Apesar de simples,
essas características fazem com que a arquitetura de
circuitos de QCA se torne
não trivial. Portanto, a criação de um simulador e de uma
metodologia de
elaboração e síntese automática de circuitos possibilitam
aos cientistas uma
melhor visualização de como esses dispositivos funcionam,
acelerando o
desenvolvimento desses sistemas na escala nanométrica.
Para atingir o objetivo
proposto, técnicas de inteligência computacional, tais
como redes neurais do tipo
Hopfield, para o desenvolvimento do simulador, e
algoritmos genéticos, para a
metodologia de criação e otimização dos circuitos, foram
empregadas. Os
resultados encontrados foram significativos, comprovando
que as técnicas da
inteligência computacional podem ser uma ferramenta
estratégica para o rápido
desenvolvimento da nanoeletrônica e da nanotecnologia em
geral. / [en] This dissertation investigates and considers a new
simulator of Quantum
Dots Cellular Automata (QCA) Circuits and a new
methodology for the synthesis
and optimization of logical circuits, by means of
Computational Intelligence.
Quantum-dot Cellular Automata (QCA) is a new technology in
the nanometric
scale which has called attention from researchers as one
alternative for the CMOS
technology, which is reaching its physical limitation. QCA
have a large potential
in the development of circuits with high space density and
low heat dissipation,
and can allow the development of faster computers with
lower power
consumption. Differently from the conventional
technologies, QCA do not codify
information by means of electric current flow, but rather
by the configuration of
electrical charges in the interior of the cells. The
Coulomb interaction between
cells is responsible by the flow of information. Despite
simple, these features
become the design of logical devices into a non-trivial
task. Therefore, the
development of a simulator and a methodology of automatic
synthesis of QCA
circuits make possible to the scientist a better
evaluation of how these circuits
work, accelerating the development of these new systems in
the nanometer scale.
To reach the proposed target, Computational Intelligence
techniques were used.
The first results show that these techniques are capable
of simulating efficiently
and fast, synthesizing optimized circuits with a reduced
number of cells. Such
optimization reduces the possibility of failures and
guarantees higher speed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:8729 |
| Date | 26 July 2006 |
| Creators | OMAR PARANAIBA VILELA NETO |
| Contributors | MARCO AURÉLIO CAVALCANTI PACHECO, CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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