Design of Polymorphic Operators for Efficient Synthesis of Multifunctional Circuits

V několika posledních letech se ve spojitosti s  technologií CMOS, kterou je možno již po několik dekád považovat za zřejmě nejrozšířenějším způsobem realizace číslicových obvodů, dostává do popředí jeden výrazný problém. Tímto je snaha o neustále posouvání možností miniaturizace základních technologických prvků za účelem dosažení co do potřebné plochy nejefektivnější implementace číslicových obvodů, kterému je věnována značná pozornost. Současně zde existuje perspektiva brzkého dosažení hranice dané fyzikálními omezeními.

Jeden z možných přístupů k nalezení řešení tohoto problému zahrnuje využití obvodových prvků, které vykazují tzv. multifunkční vlastnosti. K naplnění tohoto cíle dále výrazně přispívá i koncepce polymorfní elektroniky, pro níž je příznačná i velká míra technologické nezávislosti. Tím se současně otevírá cesta k možnosti využít celou škálu v poslední době se objevujících perspektivních materiálů a pokročilých syntézních metod, které mohou reflektovat jejich specifické vlastnosti při konstrukci obvodových prvků.     

Hlavní pozornost je v tomto příspěvku věnována představení množiny polymorfních operátorů (tedy číslicových logických hradel), které ve své podstatě otevírají jednu z možných cest ke zlepšení efektivity syntézních technik pro multifunkční obvody. Z tohoto úhlu pohledu představuje důležitý krok zejména využití obvodových prvků či komponent, které vykazují přirozeně ambipolarní chování. V neposlední řadě jsou taktéž prezentovány modely chování vybraných prvků spolu s experimentálně získanými výsledky ověřujícími teoretické předpoklady.