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Enregistrement W7006073326

Synthesis, design and test of reversible circuits employing classical techniques

2014· dissertation· en· W7006073326 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueeScholarship@McGill (McGill) · 2014
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueQuantum Computing Algorithms and Architecture
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaFonds Québécois de la Recherche sur la Nature et les Technologies
Mots-clésReversible computingToffoli gateElectronic circuitLogic gateComputationDebuggingQuantum computerSequential logicTruth table
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Over the last few years, research on reversible logic emerged as an important topic in many directions starting from synthesis towards test, debugging and verification as well as arithmetic designs. The motivation behind reversible computation comes from low power dissipation and close relation to quantum circuits, which, in the near future, could become a competitor to current classical circuits. As reversible circuits are still relatively new, the biggest research impact is on synthesis of such circuits. In the first part of this thesis, we present a synthesis approach to realize large reversible circuits based on classical technology mapping. The irreversible nature of most of the original algorithms makes the synthesis of reversible circuits from irreversible specifications a challenging task. A large part of the existing algorithms, although optimized in garbage bits and gate counts, are restricted to small functions, while some approaches address large functions but are costly in terms of gate count, additional lines and quantum cost. A synthesis solution for large circuits with less quantum cost and garbage bits is presented in this thesis by avoiding permutation based reversible embedding.In addition, we present an indirect way of realizing arithmetic circuits avoiding the direct translation of classical truth table with better performance with respect to various reversible parameters. We develop an improved reversible controlled adder/subtractor with overflow detection to enhance reliability. We use this adder/subtractor module with slight modification to implement some complex designs such as reversible square-root circuit, comparator for signed numbers and finally a new integrated module of reversible arithmetic logic unit, which encapsulates most of the operations in classical realization with less number of control lines. This module intends to perform the basic mathematical operations of addition, subtraction with overflow detection, comparison, as well as logic operations AND, OR, XOR and some negated logical functions such as NAND, NOR and XNOR including implication. Thus our design is very efficient and versatile with less number of lines and quantum cost.Apart from synthesis and designs, testing must also be brought onboard to accommodate the reliable implementation of reversible logic. Our final part of the thesis addresses this issue. To date, most reversible circuit fault models include stuck-at-value, missing gate fault and control point faults of Toffoli network. Now-a-days, the synthesis process is not restricted to standard reversible gates, rather some designs especially arithmetic circuits include other gates. In such realization, failures can happen due to erroneous replacements or incorrect cascading of gates, which cannot be defined with existing fault model alone. Thus in this thesis, we present two fault models namely gate replacement fault and wire replacement fault which target circuits implemented using any reversible gate library. To test such faults, three testing schemes are proposed by adopting the conventional testing methods for irreversible circuits based on Boolean Satisfiability (SAT) formulation. In particular, a new Reversible Test Miter is constructed, which, along with backtracking, speed up detection gate and wire replacement faults with less memory. In addition, on a different study, the testing feature of modular reversible design is investigated and presented in this thesis showing that the same test set of basic block is applicable for cascaded design. We hope our effort on synthesis, design and test of reversible circuits will enrich their viable technological realization.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,235
Écart entre enseignants0,219 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2014
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