I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   22 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 1 p p .   12 8 4 ~ 1 2 9 4   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 2 2 .i 3 . pp 12 8 4 - 1 2 9 4          1284       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   L o w   p o w e r   c i r c u i t   d e s i g n   u s i n g   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   m e t h o d       T o i Le T ha nh 1 L a T r uo ng   T ri 2 , T ra ng   H o a ng 3   1, 2 , 3   De p a rtme n o El e c tro n ics F a c u lt y   o El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   H o   Ch i   M i n h   Ci ty   Un iv e rsity   o Tec h n o l o g y   (HCMUT),   Ho   C h M in h   Cit y ,   Vie tn a m     1 , 2 , 3 Vie tn a m   Na ti o n a Un i v e rsity   Ho   Ch M in h   Cit y ,   H o   C h M i n h   Cit y ,   Vie t n a m   1 F a c u lt y   o El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   H o   Ch M i n h   Cit y   Un iv e rsity   o F o o d   I n d u stry   ( HU F I),     Tan   P h u   District Vie tn a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   27 ,   2 0 2 0   R ev is ed   Ap r   1 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   Ap r   6 ,   2 0 2 1       Th e   n u ll   c o n v e n ti o n   l o g ic   (NCL)  b a se d   c ircu it   d e sig n   m e th o d o l o g y   e li m in a tes   th e   p ro b lem re late d   to   n o ise ,   c lo c k   tree ,   e lec tro m a g n e ti c   in terfe re n c e   a n d   a lso   re d u c e sig n ifi c a n p o we c o n s u m p ti o n .   I n   th is  p a p e r,   we   wo u ld   li k e   to   d e m o n stra te  t h e   a d v a n tag e   o lo p o we c o n su m p ti o n   o th e   N C b a se d   a sy n c h ro n o u c ircu it   d e sig n   o n   a   l a rg e   d e sig n   sc a le,  th u we   u se d   t h e   a d v a n c e d   e n c r y p t i o n   s t a n d a r d   (AES e n c ry p ti o n   d e sig n   a a n   i ll u stra ti v e   e x a m p le.  In   a d d it i o n ,   we   a lso   p ro p o se d   two   p ip e li n e d   AES   e n c ry p t io n   m o d e l u sin g   th e   sy n c h r o n o u c ircu it   d e sig n   tec h n iq u e   a n d   th e   a sy n c h r o n o u c ir c u it   d e sig n   tec h n iq u e   b a se d   o n   NCL.   Be sid e s,  th e se   two   m o d e ls  we re   re a li z e d   b y   u sin g   v e rsio n   c o n tr o sy ste m   ( VCS )   to o to   sim u late   a n d   De sig n   C o m p il e to o to   sy n th e siz e   p a ra m e ters   in   p o we c o n su m p ti o n ,   p ro c e ss in g   sp e e d   a n d   a re a .   Th e   sy n th e sis  re su lt o th e se   two   m o d e ls  in d ica ted   t h a p o we c o n su m p ti o n   o t h e   NCL  b a se d   a sy n c h r o n o u AES   e n c ry p ti o n   m o d e h a d   a   d e c re a se   o 7 1 %   c o m p a re d   with   th e   sy n c h ro n o u AES   e n c ry p ti o n   m o d e l.   M o re o v e r,   we   sh o th e   o u tstan d i n g   a d v a n tag e   o t h e   p o we c o n su m p ti o n   o th e   NCL  b a se d   a sy n c h ro n o u d e sig n   m o d e (a   d e c re a se   o 9 1 . 1 2 %   a n d   9 3 , 2 3 % )   c o m p a re d   to   th e   sy n c h r o n o u d e sig n   m o d e u si n g   c lo c k   g a ti n g   tec h n iq u e   a n d   wi t h o u u sin g   c lo c k   g a ti n g   tec h n i q u e   re sp e c ti v e ly .     K ey w o r d s :   A d v a n c e d   e n c r y p t i o n   s t a n d a r d   Asy n ch r o n o u s   m eth o d     L o w   p o w e r   Nu ll c o n v en tio n   lo g ic   S y n c h r o n o u s   m e t h o d     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T r an g   Ho a n g   Facu lty   o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r in g   Ho   C h i M in h   C ity   Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   ( HC MU T ) ,     2 6 8   L y   T h u o n g   Kiet,   Dis tr ict  1 0 ,   Ho   C h i M in h   C ity ,   Viet n am   E m ail: h o an g tr a n g @ h cm u t.e d u . v n       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   r e c e n t   d e c a d e s ,   t h e   d i g i t a w o r l d   h a s   s t i ll   b e e n   d o m i n a t e d   b y   t h e   s t r o n g   d e v e l o p m e n t   o f   t h s y n c h r o n o u s   c i r c u i d e s i g n   t e c h n i q u e s .   H o we v e r ,   as   i n te g r a t e d   c i r c u i ts   r e q u i r e   t h e   i n c r e a s o f   th e   p r o c e s s i n g   s p ee d   a n d   t h e   d e c r e a s e   o f   t h e   f e a t u r e   s i z es   a n d   o f   p o w e r   c o n s u m p t i o n ,   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t s   b e c o m e   d i f f i c u l t   t o   r e s p o n d   b e c a u s e   o f   t h e   cl o c k   r e l at e d   is s u e s   s u c h   as   c l o c k   s k ew s ,   g l i t c h es l a y o u c o m p l e x i t y   f o r   c l o c k   d i s t r i b u ti o n   n e tw o r k s   a n d   e s p e c i a ll y   i n c r e as e   o f   p o w e r   [ 1 ] P o w e r   c o n s u m p t i o n   co u l d   b e   a l s o   o n e   o f   t h e   m a j o r   c o n c e r n s   i n   a   l o t   o f   a p p l i c a t i o n s   s u c h   a s   w i r e le s s ,   la p t o p s ,   c e ll   p h o n e s ,   m o v a b l e   m e d i c a l   d e v i ce s   b e ca u s e   o f   s t ay i n g   t h e i r   b a t t e r y   l i f t i m e   [ 2 ] .   I n   r e c e n y e a r s ,   t h e r h a v e   b e e n   r es e a r c h es   a b o u l o p o w e r   i n t e g r a te d   c i r c u i t s   u s i n g   s y n c h r o n o u s   d e s i g n   t e c h n i q u e s   s u c h   a s   l o w   p o w e r   a n d   h i g h   p e r f o r m a n c e   t h e   f a s t   f o u r i e r   t r a n s f o r m   ( FFT )   w i t h   d i f f e r e n t   r a d i c e s   [ 3 ] ,   l o w   p o w e r   p s e u d o - r a n d o m   n u m b e r   g e n e r a t o r   [ 4 ] ,   l o w   p o w e r   w a k e s   u p   r e c e i v e r   b a s e d   o n   u l t r a s o u n d   c o m m u n i c a t i o n   f o r   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k   [ 5 ] ,   l o w   p o w e r   i m p l e m e n t a t i o n   o f   a   h i g h   t h r o u g h p u t   m u l t i   c o r e   a d v a n c e d   e n c r y p t i o n   s t a n d a r d   ( A E S )   e n c r y p t i o n   a r ch i t e c t u r e   [ 6 ] .   Al t h o u g h   a l a b o v e   m e n t i o n e d   s t u d i es   h a d   i n d i c ate d   a n   i m p r o v e m e n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Lo w   p o w er c ir cu it d esig n   u s in g   N C L b a s ed   a s yn ch r o n o u s   m eth o d   ( To i Le  Th a n h )   1285   i n   p o w e r   c o n s u m p ti o n ,   t h is   p o w e r   c o n s u m p t i o n   i s   m a i n l y   d u t o   t h e   s wi t c h i n g   p o w e r   r e m a i n in g   h i g h   a s   t h c l o c k   f r e q u e n c y   i n c r e a s e s .   T h e r e f o r e ,   we   w o u l d   p r o p o s e   a   n e w   m e t h o d ,   t h e   n u l l   c o n v e n t i o n   l o g i c   ( N C L )   b as e d   a s y n c h r o n o u s   c i r c u i d e s i g n   m e t h o d   w i t h o u t   cl o c k ,   t o   m a k e   a   d e c r e a s o f   p o w e r .   T h e   m e th o d   h a s   b e n e f i t s   o f   el i m i n a ti n g   a l l   t h e   c l o c k   r e l at ed   i s s u es   li s t e d   a b o v e .   I n   t h e   m i d   1 9 9 0 s ,   K a r l   F a n t   an d   S c o t t   B r a n d t   f i r s t l y   p r o p o s ed   N C L   w h ic h   i s   a   d el a y   i n s e n s i ti v e   l o g i a n d   t h e   t y p e   o f   a s y n c h r o n o u s   l o g i c N C L   i n i ti a l l y   d e d i c at e d   t o   d e s i g n i n g   a p p l i c a ti o n   s p e c i f i i n t e g r a te d     c i r c u i t   a n d   v e r y   l a r g e   s c a le   i n t e g r a t i o n   c i r c u i t s   w it h   l o we r   p o w e r ,   l o w e r   n o i s e ,   a n d   l o w e r   e l ec t r o m a g n e t ic  i n t e r f e r e n c e   [ 1 ] .   M a n y   s t u d i es   f r o m   t r a n s is t o r   l e v el   t o   g at e   l e v el   b a s e d   o n   NC L   h a v s h o w n   s u p e r i o r   p e r f o r m a n c e   c o m p a r e d   t o   s t u d i es   b a s e d   o n   t r a d i t i o n a l   B o o l e a n   l o g i c   [ 7 ] - [ 11 ] .   I n   a d d i t i o n ,   N C L   i s   b e i n g   s t u d i e d   f o r   v a r i o u s   p u r p o s e s   s u c h   a s   u l t r al o w   p o w e r   h i g h   p e r f o r m a n c e   p o r ta b l e   d i g i ta l   s y s t e m s   [ 1 2 ] ,   b u s   a lt e r n a t i v es   f o r   a s y n c h r o n o u s   c i r c u it s   [ 1 3 ] ,   A E e n c r y p t i o n   a n d   d ec r y p t i o n   [ 1 4 ] ,   l o w   p o w e r   d e s i g n s   [ 1 5 ] - [ 1 7 ] .     D .   L .   O l i v e i r a   e t   a l .   [ 1 8 ] ,   t h a u t h o r s   i n d i c a t e d   t h e   o u t s ta n d i n g   a d v a n t a g e   o f   l o w   p o w e r   o f   t h e   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   d e s i g n .   H o w e v e r ,   a u t h o r s   o n l y   i m p l e m e n t e d   t o   e x a m i n e   f o r   s m a l l   d e s i g n s   s u ch   a s   t h r e s h o l d   g a t e s .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   i n   [ 1 9 ] ,   1   b it ,   4   b i t   a n d   8   b it   NC L   r i p p l e   c ar r y   a d d e r s   h a v e   b e e n   d e s i g n e d   a n d   c o m p a r e d   w i t h   t h e   c o r r e s p o n d i n g   r i p p l c a r r y   a d d e r s   i m p l e m e n t e d   u s i n g   c o n v e n t i o n a l   s y n c h r o n o u s   c o m p l e m e n t a r y   m e ta l o x i d e s e m i c o n d u c t o r   ( C M O S )   l e v e l   d e s i g n   m e t h o d o l o g i e s .   T h e   s y n t h e s i s   r es u l ts   i n   [ 1 9 ]   in d i c a t e d   t h a t   N C L   c i r c u i ts   h a v e   a   s i g n i f i c a n t   d e c r ea s e   ( a b o u t   6 5 % )   i n   p o w e r   c o n s u m p t i o n .   B o t h   a b o v e   m e n t i o n e d   m o d e l s   i n   [ 1 8 ,   1 9 ]   w e r e   c a r r ie d   o u t   o n   s m al s c a l e   d es i g n s .   T h u s ,   i n   t h is   p ap e r ,   w e   w o u l d   l i k t o   u s e   la r g e   s c al e   d es i g n   to   d e m o n s t a t m o r e   c le a r l y   t h e   l o w   p o w e r   a d v a n ta g e   o f   t h NC L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   d es i g n   te ch n i q u e .   W c h o o s t h e   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   a s   an   e x a m p l e   t o   i m p l e m e n t   b e c a u s e   N C L   h a s   t h e   a d v a n t a g e   o f   s e cu r i n g   c r y p t o g r a p h i c   d e v i c e s   a g a i n s t   s i d e - c h a n n e l   a tta c k s   ( SC A )   a n d   v a r i o u s   p o w e r   a n a l y s is   a t ta c k s   [ 2 0 ] .   A l t h o u g h   m a n y   a u t h o r s   h a v e   s t u d i e d   t h e   AE S   a l g o r i t h m   [6 ] [ 14 ] [ 21 ] ,   [ 2 2 ]   b y   m a n y   v a r i o u s   a p p r o a c h e s ,   t h e y   h a v n o t   s h o w n   a d v a n t a g e s   o f   t h e   N C L   b a s e d   as y n c h r o n o u s   d e s i g n   m e t h o d   c o m p a r e d   w it h   th e   o t h e r   d e s i g n   m e t h o d .   I n   a d d i t i o n ,   w e   w o u l d   l i k t o   p r o p o s e   tw o   p i p e l i n e d   e n c r y p t i o n   m o d e l s   f o r   t h e   A E S   e n c r y p t i o n   u s i n g   a n   a s y n c h r o n o u s   d e s i g n   m e t h o d   b as e d   o n   N C L   a n d   s y n c h r o n o u s   d e s ig n   m e t h o d .   B o t h   t h e se   A E S   e n cr y p t i o n   m o d e l s   a r e   s y n t h es iz e d   b y   d e s i g n   c o m p i le r   t o o l   w it h   t h e   s a m e   T S MC   6 5 n m   t e c h n o l o g y   l i b r a r i es .   T h e   c o m p a r i s o n   b e t we e n   t h es e   two   m e t h o d s   i n   p o w e r   c o n s u m p t i o n ,   a r e a   a n d   p r o c e s s i n g   s p e e d   i s   d o n e .   I n   a d d i t i o n ,   w e   a ls o   r e al i z a n   e x t r c o m p a r i s o n   o f   t h p o w e r   b e t w e e n   t h e   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   m e t h o d   a n d   t h e   s y n c h r o n o u s   d e s i g n   m e t h o d   u s i n g   t h e   c l o c k   g a t i n g   t e c h n i q u e   a n d   w i t h o u t   u s i n g   c l o c k   g a t i n g   t e c h n i q u e   i n   [ 6 ]   t o   p r o v e   s o m e   i d e a s   w h y   we  c h o o s e   t h e   a s y n c h r o n o u s   d e s i g n   t e c h n i q u e   b as e d   o n   N C L   f o r   l o w   p o w e r   i n t e g r a t e d   ci r cu i t   d e s i g n s .     T h e   r e s t   o f   t h i s   p a p e r   i s   o r g a n i z e d   a s   f o l l o w s :   a   d e s c r i p ti o n   o f   t h e   n u l l   c o n v e n t i o n   l o g i c   a n d   t h e   g e n e r a l   s t r u c t u r e   o f   t h e   A E S   e n c r y p t i o n   a l g o r i t h m   a r e   i n t r o d u c e d   b r i e f l y   i n   s e c t i o n   2   a n d   s e c t i o n   3 .   T h e n ,   s e c t i o n   4   a n d   s e c ti o n   5   p r e s e n t   r e s p e c t i v e l y   th e   p r o p o s e d   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l s   u s i n g   t h e   s y n c h r o n o u s   d e s i g n   m e t h o d   a n d   t h e   N C L   b as e d   as y n c h r o n o u s   d es i g n   a p p r o a c h .   C o m p a r i s o n   b e t w e e n   t h t w o   a b o v e   m e n t io n e d   m e t h o d s   a n d   d i s c u s s i o n s   a r e   p r e s e n t e d   i n   s ec t i o n   6 .   T h e   l a s t   s e c t i o n   g i v es   c o n c l u s i o n   o f   t h e   p r o p o s e d   m et h o d .       2.   NUL L   CO NVE NT I O L O G I C   ( NCL)   N C L   i s   a   d el a y - i n s e n s i ti v e   p a r ad i g m   u s e d   w i d e l y   f o r   d e s i g n i n g   a s y n c h r o n o u s   c i r c u i ts   i n   w h i c h   t h e   c i r c u i w i l l   o p e r a te   c o r r e c t l y   r e g a r d l ess   o f   t h e   d e l a y   o f   t h e   c o m p o n e n t s   a n d   w i r es   [ 9 ] .   N C L   ci r c u i ts   u ti l i z e   d u a l - r ai l   l o g ic  o r   q u a d - r a i l   l o g i t o   ac h i e v e   th i s   p u r p o s a n d   NC L   a l s o   u s e s   tw o   c o m p l et e   c r i t e r ia   w h ich   a r e   t h s y m b o l ic   c o m p l e t e n e s s   o f   t h e   e x p r es s i o n   a n d   t h e   c o m p le t e n es s   o f   t h i n p u t   [ 1 0 ] .   A   d u a l - r ai l   s i g n a l ,   D   i s   r e p r es e n t e d   b y   2   w i r e s   D 0   a n d   D 1 .   T h e   v a l u e   o f   a   d u a l - r a i l   s i g n al   g e t s   a n y   v a lu e   o f   t h e   s e t   { D AT A 0 ,   D A T A1 ,   N U L L }   s h o w n   i n   t h e   T a b l e   1   [ 8 ] .   T h r e e   l o g i c a l   s t a te s   ( N U L L ,   D A T A 0   a n d   DA T A 1 )   h e l p   d u a l - r a i l   s i g n a ls   ac h i e v e   t h e   s y m b o l i c o m p l e t e n e s s   o f   e x p r e s s i o n .   T h e   s e c o n d   c r i t e r i o n   is   t h e   c o m p l e t e n es s   o f   i n p u t   s h o wi n g   t h a t   a l l   o u t p u t s   m u s t   n o t   t r a n s i t   f r o m   n u l l   t o   d a t a   o r   d a t t o   n u l l   u n t i l   al l   i n p u ts   h a v e   t r an s i t e d   f r o m   n u l l   t o   d at a   o r   d a t a   t o   n u l l .   N C L   u s e s   a   s p e c i al   t y p e   o f   g a te ,   c a l l e d   a   t h r es h o l d   g a t e ,   w it h   h y s t e r e s i s .   T h e r e   a r e   2 7   t h r esh o l d   g a t e s   w i t h   h y s te r e s i s   i n   [ 9 ] [ 1 0 ]   u t i l i z e d   i n   o r d e r   t o   d e s i g n   NC L   c i r c u i ts .   T h e   g e n e r a l   t h r es h o l d   g a t e   i s   d e n o te d   a s   T h m n W n 1 n 2 .   H e r e ,   n   i s   t h e   t o ta l   n u m b e r   o f   i n p u ts ,   m   i s   t h e   t h r e s h o l d   v a l u t h a m e a n s   a l e as t   m   o f   t h e   n   i n p u t s   m u s t   b e   as s e r t e d   b e f o r e   t h e   o u t p u t   b e c o m e s   as s e r t e d ,   a n d   w   i s   t h e   w ei g h t   o f   t h e   i n p u t s   w i t h   v a l u es   n 1 ,   n 2   r e s p e c t i v el y .   F i g u r e   1   i l l u s t r at es   t h e   p r i m a r y   t h r e s h o l d   g a t e .   F i g u r e s   2   a n d   3   a r e   e x a m p l e s   o f   a n   N C L   d u a l r a i E X OR   a n d   1   b i t   r e g i s t e r ,   r es p ec t i v e .       T ab le  1 .   Du al - r ail  s ig n al   B o o l e a n   l o g i c   D u a l r a i l   l o g i c   C o d e   D1   C o d e   D0   0   D A T A 0   0   1   1   D A T A 1   1   0     N U L L   0   0     I L L E G A L   1   1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 1   :   1 2 8 4   -   1 2 9 4   1286       F i g u r e   1 .   T h e   p r i m a r y   t h r e s h o ld   g a t e             F i g u r e   2 .   NC L   d u a l r a i l   E X OR     F i g u r e   3 .   NC L   d u a l r a i l   1   b it   r e g i s t e r       3.   T H E   A E S E NCRY P T I O F L O W   T h i s   s e ct i o n   b r i e f l y   p r e s e n ts   1 2 8 - b i t   A E S   e n c r y p t i o n   ( d e s c r i b ed   i n   [ 2 1 ] )   i n   w h i c h   w e   u s e   t h e   k e y   l e n g t h   o f   1 2 8   b i t s .   T h e   f l o w   o f   t h e   AE S   e n c r y p t i o n   is   i m p le m e n t e d   t h r o u g h   f i v e   m a i n   f u n c ti o n   b l o c k s :   A d d R o u n d K e y ,   S u b B y t es ,   S h i f t R o w s ,   Mi x C o lu m n s   a n d   K e y E x p a n s i o n   a n d   t h e y   a r e   a r r a n g e d   t o   p e r f o r m   t h r o u g h   t h r e e   b a s i c   s t e p s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .   T h e   i m p le m e n t a t i o n   o f   t h e   f i v f u n c t i o n s   m e n t i o n e d   a b o v e   is   p r es e n t e d   a n d   e x p l a i n e d   i n   d e t a il   i n   [ 1 4 ] [ 2 2 ] .     T h e   f i r s t   s t e p   i s   ca l l e d   as   t h e   in i t i a li z a ti o n   s t e p   i n   w h i c h   t h e   o r i g i n a l   p l a i n t e x t   i s   c o m b i n e d   w i t h   t h e   o r i g i n al  k e y   b y   t h e   A d d R o u n d K e y   t r a n s f o r m a t i o n .     T h e   s e c o n d   s t e p   is   n a m e d   a s   t h e   r e p e a t   e n c r y p t i o n   S t e p   w h e r t h e   r e s u l ts   f r o m   t h e   f i r s t   s t e p   ar e   e m p l o y e d   i n   o r d e r   t o   s e q u e n t i a l l y   p e r f o r m   f u n c t i o n s   s u c h   as   S u b B y t e s ,   S h if t R o ws ,   M i x C o l u m n s   a n d   A d d R o u n d K e y .   T h i s   s t e p   i s   a l s o   r e p e a t e d   n i n e   t i m e s   w h i l t h e   Ke y E x p a n s i o n   t r a n s f o r m a t i o n   h a s   t o   b e   p e r f o r m e d   i n   p a r a l l el   wi t h   t h e   A d d R o u n d K e y   o p e r a t i o n   to   c r e a t e   a   k e y   f o r   t h i s   f u n ct i o n .     T h e   f i n a l   s te p   i s   c al l e d   as   t h o u t p u t   g e n e r a t i o n   s t e p   w h e r d a t a   o u t p u t   f r o m   t h e   s e c o n d   s t e p   is   e x e c u t ed   t h r o u g h   t h r e e   s u b - s t e p s   s u c h   a s   S u b B y t e s ,   S h i f tR o w s   a n d   A d d R o u n d K e y   a n d   t h e   r e s u l o f   t h i s   s t e p   i s   c i p h e r t e x t .           F i g u r e   4 .   T h e   A E S   e n c r y p t i o n   f l o w   [ 2 3 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Lo w   p o w er c ir cu it d esig n   u s in g   N C L b a s ed   a s yn ch r o n o u s   m eth o d   ( To i Le  Th a n h )   1287   4.   T H E   P RO P O SE AE S E N CRYP T I O M O D E L   U SI N G   T H E   SYNCH RO NO U S D E SI G M E T H O D   T h e   s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   i ll u s t r at e d   i n   F i g u r e   5   i n c l u d e s   1 1   r o u n d s ,   1 2   s y n c h r o n o u s   r e g i s t e r s   a n d   c l o c k   d i s t r i b u t o r   p i p e l i n e d   b y   t w el v e   r e g is t er   s y s t e m .   Us i n g   an   elev en - s tag p ip elin ed   m o d el   also   r ed u ce s   th e   am o u n o f   l o g ic  in   a   clo ck   cy cle  at   th e x p en s o f   m o r r eg is ter s .   T h at  is   t h b est  way   i n   o r d er   to   r ed u ce   p o wer   c o n s u m p tio n   [ 2 4 ] .           F i g u r e   5 .   T h e   s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l       5.   T H E   P RO P O SE AE S E N CRYP T I O M O D E L   U SI N G   T H E   NCL  B AS E A SYN CH RO NO US  DE S I G M E T H O D   T h e   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   is   p r o p o s e d   a n d   p r e s e n t e d   i n   t h i s   s ec t i o n .     Fig u r e   6   s h o ws   t h e   a s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   w h e r e   t h e   a l g o r i t h m   p r o c e s s es   d a ta   b l o c k s   o f   1 2 8   b i t s   t h r o u g h   t h e   u s o f   c i p h e r   k e y s   w i t h   t h e   le n g t h s   o f   1 2 8   b i ts .   T h e r e f o r e ,   t h e r e   a r e   1 1   r o u n d s ,   1 2   NC L   r e g is t e r s   a n d   1 1   c o m p l e t i o n   d e t e c ti o n   c i r c u i ts .   T h e   K o   o f   t h e   c u r r e n t   r e g is te r   i s   c o n n e ct e d   t o   t h e   Ki   o f   t h p r e v i o u s   r e g i s t e r   a n d   p l a y s   a   r o l e   a s   a n   a c k n o w l e d g e   a n d   r e q u e s t   s i g n al .   I n i t i a ll y ,   w h e n   r e s et   s i g n al s   in   a l l   NC L   r e g i s t e r s   a r e   t u r n e d   o n ,   t h e   N u l l   s ta t e   is   l o a d e d   i n t o   t h e m ,   w h i c h   c a u s es  K o   t o   t r a n s it   f r o m   0   t o   1   s t a t e .   T h e n   N u l ls   a r e   a ls o   l o a d e d   i n t o   c o m p u t i n g   b l o c k s   i n s i d e   r o u n d s ,   w h i c h   c a u s e s   s i g n a l s   i n   a l l   r o u n d s   t o   N u ll As   a   r e s u l t ,   t h e   c i r c u i t   is   o n   r es e t .   W h e n   t h e   o u t p u t   Q   o f   a   r e g i s t e r   r et u r n s   c o m p l e te   D a ta ,   i t s   K o   t r a n s i ts   t o   0   s t at e   a n d   t h u s ,   d r i v e s   K i   o f   t h e   p r e v i o u s   r e g i s t e r   t o   0   s t a te   t o   w a i t   f o r   t h e   N u ll   w a v e f r o n t   [ 25 ] .   S i m i l a r l y ,   w h e n   t h e   o u t p u t   o f   a   r e g i s t e r   is   a l r e a d y   r es e t   t o   a   c o m p l e t e   N u ll ,   i ts   K o   w il l   d r i v Ki   o f   t h p r e v i o u s   r e g is t e r   t o   1   s ta t t o   wa i t f o r   th e   D a t a   w a v e f r o n t .   T h e r e f o r e ,   i n   a n   NC L   s y s t e m t w o   D a t a   w a v e f r o n t s   wi l l   a l w ay s   b e   s e p a r a te d   b y   t h e   N u l l   w av e f r o n t   t o   a v o i d   o v e r w r i t i n g   d a t a .   T h e   s t r u ct u r e   o f   t h e   i n i t i al   r o u n d ,   r o u n d   1   to   r o u n d   9,   a n d   t h e   f i n a l   r o u n d   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   7 ,   F i g u r e   8 ,   a n d   F i g u r e   9 .   I n   s p e c i a c a s es ,   t h f i r s t   NC L   r e g is t e r   h as   n o   K o   s i g n a l   b e ca u s t h e r i s   n o   r o u n d   i n   f r o n t   o f   i t .   T h e   l ast   NC L   r e g i s t e r   h as  n o   n e x t   r o u n d   s o   i t s   K o   b e c o m e s   Ki .   A   1 2 8   b i t   N C L   r e g i s t e r   co m p r i s i n g   o f   1 2 8   s i n g l e   b it   NC L   r e g i s t e r s   r e q u i r es  1 2 8   c o m p l e t i o n   s i g n a l s .   Si n c e   th e   m a x i m u m   i n p u t   t h r e s h o l d   g a t e   i s   t h e   t h 44   g a te ,   t h e   n u m b e r   o f   l o g i c   l e v e l s   i n   t h c o m p l e t i o n   c o m p o n e n t   f o r   a   1 2 8   b i t   r e g is t e r   i s   g i v e n   b y   l o g 4 ( 1 2 8 ) = 3 , 5   [ 2 6 ]   ( a p p r o x i m a t e l y   4   l e v e l s )   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 0 .   F o r   t h e   f i r s t   r e g is t e r ,   i t   h a s   n o   c o m p l e t i o n   d e t e c ti o n   c i r c u i t   d e p i ct e d   i n   Fi g u r e   1 1 .           F i g u r e   6 .   T h e   a s y n c h r o n o u s   AE S   e n c r y p t i o n   m o d e l     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 1   :   1 2 8 4   -   1 2 9 4   1288       F i g u r e   7 .   T h e   s t r u ct u r e   o f   i n i t ial   r o u n d           F i g u r e   8 .   T h e   s t r u ct u r e   o f   r o u n d   1 - 9           F i g u r e   9 .   T h e   s t r u ct u r e   o f   f i n a l   r o u n d           F i g u r e   1 0 .   T h e   s t r u c t u r e   o f   NC L   1 2 8   b i t s   r e g i s t e r   a n d   c o m p l e ti o n   d e t e c t i o n   c i r c u i t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Lo w   p o w er c ir cu it d esig n   u s in g   N C L b a s ed   a s yn ch r o n o u s   m eth o d   ( To i Le  Th a n h )   1289       F i g u r e   1 1 .   T h e   s t r u c t u r e   o f   f i r s N C L   r e g is t e r       6.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h e   s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   i s   s i m u l at e d   a n d   s y n t h e s i z e d   f o r   s o m e   p a r a m e t er s   s u c h   a s   p o w e r   c o n s u m p t i o n ,   p r o c ess i n g   s p e e d   a n d   a r e b y   VC t o o a n d   DC   t o o l   w h i c h   u s e   T S MC   6 5 n m   t e c h n o l o g y   l i b r a r i es .   T h e   s i m u l a ti o n   a n d   s y n t h e s is   r e s u l ts   o f   t h e   s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   a r e   d e p i c t e d   i n     F i g u r e   1 2   a n d   F i g u r e   13.   T h e   m a x i m u m   s p e e d   o f   t h e   s y n c h r o n o u s   d e s i g n   m o d e l   is   s h o w n   i n   F i g u r e   1 3   ( c ) ,   w h e r t h e   m a x i m u m   f r e q u e n c y   i s   t h f r e q u e n c y   t h a t h e   d es i g n   s ti l m e e t s   t h e   t i m i n g .   T h e   f u n c t i o n   b l o c k s   i n   F i g u r e   6   a r e   a l s o   s i m u l at e d   a n d   s y n t h e s iz e d   f o r   t h e   s a m e   p a r a m e t e r s   as   i n   t h e   s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l   b y   V C S ,   D C   t o o l .   I n   p a r t i c u la r l y ,   d u e   to   t h e   l a c k   o f   t h e   N C L   b a s e d   as y n c h r o n o u s   l i b r a r i es ,   t h e   s y n th e s is   r e s u lt s   a r e   a ls o   p e r f o r m e d   u s i n g   t h e   T S MC   6 5 n m   t e c h n o l o g y   l i b r a r i e s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 4 .           F i g u r e   1 2 .   T h e   s i m u la t i o n   r es u lt   o f   t h e   s y n c h r o n o u s   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 1   :   1 2 8 4   -   1 2 9 4   1290         ( a)     ( b)           ( c)     Fig u r 1 3 .   E x tr ac t r e p o r ts   o n   a r ea ,   tim in g   an d   p o wer ( a)   a r e r ep o r t,   ( b )   p o wer   r ep o r t,  an d   ( c)   tim in g   r ep o r t             ( a)     ( b)           ( c)     Fig u r 1 4 .   E x tr ac t r e p o r ts   o n   a r ea ,   p o wer   an d   tim in g ( a)   a r e r ep o r t,   ( b )   p o wer   r ep o r t,  an d   ( c)   tim in g   r ep o r t       B ec au s th s y n o p s y s   DC   to o ls   d o   n o s u p p o r cr itical  tim in g   p ath   f o r   asy n c h r o n o u s   d esig n s ,   th m ax im u m   d elay   co m p u tatio n   i s   b ased   o n   th f o r m u la  b elo [ 2 7 ] :        =   2 (    +    )   =   5 . 82   (  )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Lo w   p o w er c ir cu it d esig n   u s in g   N C L b a s ed   a s yn ch r o n o u s   m eth o d   ( To i Le  Th a n h )   1291   wh er e,   T DD : is th av er ag d elay .   T comb : is th co m b in atio n al  d el ay .   T comp : is th d elay   o f   th c o m p letio n   co m p o n en ts .   B esid th ab o v m en tio n ed   s y n th esis   r esu lts ,   th NC L   b ased   asy n ch r o n o u s   AE en cr y p tio n   m o d el  is   also   s im u lated   b y   VC to o wi th   t h s am d ata  an d   k ey   in   th s y n ch r o n o u s   AE en cr y p tio n   m o d el  an d   g iv es  th e   s am s im u latio n   r esu lts   as d ep icted   in   Fig u r 1 5 .   C o m p a r i s o n   b e t w ee n   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   m o d e l   a n d   t h e   N C L   b a s e d   as y n c h r o n o u s   c i r c u i t   m o d e l   i s   p r e s e n t e d   i n   T a b l e   2 .   Al t h o u g h   b o t h   m e t h o d s   a r e   s i m u l at e d   a n d   s y n t h e s i ze d   b y   u s i n g   t h e   s a m e   T SM C   6 5 n m   t e c h n o l o g y   l i b r a r i es ,   t h c y c l t i m e   T = 10   n s   a n d   s u p p l y   v o l t ag e   V dd = 1 . 3 2   V ,   t h e   v e r i f i c at i o n s   o f   t h a r e a ,   p o w e r   o f   t h e   N C L   b a s e d   as y n c h r o n o u s   c i r c u it   c o m p a r e d   w it h   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   is   c o n s i s t e n t   w i t h   t h e   t h e o r y .   I n   T a b l e   2 ,   t h e   a r e a   o f   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   ( 2 5 3 9 2 7   µ m 2 )   i s   s m a l le r   t h a n   t h e   a r e a   o f   t h e   asy n c h r o n o u s   c i r c u i ( 5 7 2 1 6 7   µm 2 ) .   T h a t   i s   b e c a u s e   o f   t h e   a p p e a r a n c e   o f   t h e   c o m p l e t e   d e t e ct i o n   c i r c u i t   i n   a   p i p e l i n e d   N C L   a s y n c h r o n o u s   s y s te m .   W h e r e as   p o w e r   c o n s u m p t i o n   o f   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   ( 1 0 . 8 3 9 4   m W )   i s   la r g e r   t h a n   t h a o f   t h e   a s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   ( 3 . 0 6 5 3   m W )   b e c a u s e   s w i t c h i n g   p o w e r   o f   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   m o d e l   i s   l a r g e r   t h a n   t h a t   i n   t h e   N C L   b as e d   a s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   m o d e l .   I n   t e r m   o f   p r o c e s s i n g   s p e e d ,   1 7 1   M H z   f o r   a s y n c h r o n o u s   d e s i g n   is   s l o w e r   t h a n   1 0 5 0   M H z   f o r   t h e   c o u n t e r p a r t ,   b u t h e   s y n c h r o n o u s   d es i g n   is   h a r d e r   t o   a c h i e v e   t h a m a x i m u m   s p e e d   b ec a u s o f   c l o c k   r e l a t e d   is s u es .   T h s y n t h es is   r e s u lt s   m e n t i o n e d   a b o v e   a r e   o b t a i n e d   b y   u s i n g   t h s a m e   6 5 n m   t e c h n o l o g y   l i b r a r i es   i n   t h e   as y n c h r o n o u s   a n d   s y n ch r o n o u s   a p p r o a c h e s           F i g u r e   1 5 .   t h e   s i m u l a t i o n   r es u l ts   o f   t h e   a s y n c h r o n o u s   A E S   e n cr y p t i o n   m o d e l       T ab le  2 .   C o m p a r is o n   b etwe en   two   m eth o d s   o f   ar ea ,   p o wer   a n d   s p ee d   S p e c i f i c a t i o n   A r e a   ( µ m 2 )   To t a l   P o w e r   ( mW )   S p e e d   ( M H z )   A sy n c h r o n o u d e s i g n   ( N C L)   5 7 2 , 1 6 7   3 . 0 6 5 3   1 7 1   S y n c h r o n o u d e s i g n   2 5 3 , 9 2 7   1 0 . 8 3 9 4   1 , 0 5 0   R a t i o   ( A sy n / S y n )   2 . 2 5 3 3   0 . 2 8 2 8   0 . 1 6 2 9       Fro m   Fig u r 1 6 ,   it  is   o b s er v e d   th at  th h ig h er   f r eq u e n cy   o p er ates,  th m o r p o wer   d is s ip atio n   o f   s y n ch r o n o u s   cir c u it  co n s u m es.   I n   p ar ticu la r ,   p o wer   co n s u m p t io n   o f   t h s y n c h r o n o u s   ci r cu it  is   3 . 5   tim es   h ig h e r   th an   th at  o f   th asy n c h r o n o u s   cir cu it  at  1 0 0   Mh f r eq u e n cy .   T h is   is   b ec au s as  th f r eq u en cy   in cr ea s es,  th s y n ch r o n o u s   cir cu it will switc h   m o r e,   wh ic h   ca u s es th s wit ch in g   p o we r   to   in cr ea s s ig n if ican tly .   I n   ad d itio n ,   b ec au s th asy n ch r o n o u s   cir cu it  d o es  n o u s th clo ck   a n d   th s witch in g   p o we r   is   co n s u m ed   o n l y   wh e n   DAT an d   NUL L   wav ef r o n t   ar b ein g   p r o ce s s ed   [ 2 7 ] ,   t h p o wer   c o n s u m p tio n   o f   asy n ch r o n o u s   cir cu it   d o es   n o ch an g m u ch .   I n   o r d er   to   h ig h lig h th lo p o wer   ad v a n tag o f   th NC L   b ased   asy n c h r o n o u s   d esig n ,   we   co m p ar it with   th s y n ch r o n o u s   m et h o d   u s in g   clo ck   g atin g   t ec h n iq u i n   ter m   o f   p o wer   in   T ab le  3 .   T ab le  3   s h o ws  th at  th NC L - b ased   asy n ch r o n o u s   cir cu it  d esi g n   m eth o d   p r o d u ce s   9 1 . 1 2 l ess   p o wer   co n s u m p tio n   t h an   th s y n ch r o n o u s   m eth o d   u s in g   clo ck   g atin g   tech n iq u e.   I n   ad d itio n ,   th NC L - b ased   as y n ch r o n o u s   cir cu it  d esig n   m eth o d   g en er ates  9 3 . 2 3 les s   p o wer   co n s u m p tio n   th an   t h e   co u n ter p ar with o u Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 1   :   1 2 8 4   -   1 2 9 4   1292   u s in g   clo ck   g atin g   tech n i q u e.   Fu r th er m o r e,   co m p ar ed   t o   u l tr lo p o wer   en c r y p tio n   in   [ 2 8 ] ,   o u r   wo r k   also   s h o ws a  2 7 . 6 0 % im p r o v e m en t .           Fig u r 1 6 .   Po wer   co n s u m p tio n   f o r   v ar io u s   f r eq u e n cies       T ab le  3 .   C o m p a r is o n   o f   th p o wer   co n s u m p tio n   o f   th m eth o d s   S p e c i f i c a t i o n   A r e a   (   µm 2 )   To t a l   P o w e r   ( mW )   S p e e d   ( M H z )   N C b a s e d   A sy n c h r o n o u s   d e si g n   ( o u r   w o r k )   5 7 2 1 6 7   3 . 0 6 5 3   1 7 1   S y n c h r o n o u d e s i g n   w i t h   C l o c k   G a t i n g   [ 6 ]     3 4 . 5 2 7 7   6 6 7   S y n c h r o no u d e s i g n   w i t h o u t   C l o c k   G a t i n g   [ 6 ]     4 5 . 2 9 2 4   6 6 7   U l t r a   l o w   p o w e r   En c r y p t i o n   [ 2 8 ]   2 1 1 6 0 0   4 . 2 3 4   1 2 5       7.   CO NCLU SI O N   T h e   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   d e s i g n   m e t h o d   n o t   o n l y   h a s   l o w   p o w e r   p o t e n t i a l   i n   s m a l l   s ca l e   c i r c u i ts   b u t   al s o   h as   l o w   p o w e r   p o t e n t i a i n   la r g e   s c a l e   c i r c u it s .   I n   t h i s   p a p e r ,   w h a v e   d e m o n s t r a t e d   t h is   p o t e n ti a t h r o u g h   i m p l e m e n t i n g   t w o   A E S   e n c r y p t i o n   m o d e l s   b y   u s i n g   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   d e s i g n   t e c h n i q u e   a n d   t h e   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   d e s i g n   t e c h n i q u e .   D es p i t e   t h e   l a c k   o f   l i b r a r i e s   a n d   s u p p o r t i n g   t o o l s ,   w e   r e c o g n i ze   t h a t   t h e   r es u l ts   o f   p o w e r   c o n s u m p t i o n   s h o w   t h e   a d v a n t a g es   o f   t h e   N C L   b a s e d   as y n c h r o n o u s   ci r c u i t   d e s i g n   m e t h o d   o v e r   t h e   s y n c h r o n o u s   c i r c u i t   d es i g n   m e t h o d .   I f   t h e   p o w e r   c r it er i o n   o f   t h e   i n t e g r a t e d   c i r c u i ts   i s   p r e f e r r e d ,   t h e   N C L   b a s e d   a s y n c h r o n o u s   i n t e g r at e d   c i r c u i t   d es i g n   m e t h o d   w i ll   b e   p r o m i s i n g   c a n d i d a t e .   O u r   f u t u r e   w o r k s   w i ll   f o c u s   o n   a n a l y s is   a n d   s y n t h es is   o f   NC L   b as e d   a s y n c h r o n o u s   ci r c u i ts   b y   u s i n g   t h d e d i c a t e d   l i b r a r ie s   i n   o r d e r   t o   v al i d a te  c o n v i n c i n g l y   l o w   p o w e r   p r o p e r t y   f o r   t h e   N C L   b as e d   as y n c h r o n o u s   c i r c u i t   d es i g n   m e t h o d .       ACK NO WL E DG E M E NT S   W ac k n o wled g th s u p p o r o f   tim an d   f ac ilit ies  f r o m   Ho   C h Min h   C ity   Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   ( HC MU T ) ,   VNU - HC f o r   th is   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [1 ]   J .   Wu ,   Nu ll   c o n v e n ti o n   lo g ic  a p p li c a ti o n o a sy n c h r o n o u d e sig n   in   n a n o tec h n o l o g y   a n d   c r y p t o g r a p h ic  se c u rit y ,   Do c o to ra d isse rtatio n ,   De p a rtm e n El e c tri c a a n d   Co m p u ter  En g in e e rin g ,   M isso u ri  Un i v e rsit y   o S c i e n c e   a n d   Tec h n o l o g y ,   USA,   2 0 1 2 .   [2 ]   B.   P a d m a v a th i,   B .   T.   G e e th a   a n d   K.  Bh u v a n e sh wa ri,   Lo p o we d e sig n   tec h n iq u e a n d   im p lem e n tatio n   stra teg ies   a d o p te d   in   VLS ci rc u it s,”   2 0 1 7   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Po we r,  Co n tro l,   S ig n a ls  a n d   I n stru me n ta ti o n   En g i n e e rin g   ( ICPCS I) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 7 6 4 - 1 7 6 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IC P CS I. 2 0 1 7 . 8 3 9 2 0 1 7 .   [3 ]   M d .   Z .   Hu ss a in   a n d   K.  N.   P a rv i n ,   Lo w   p o we a n d   h i g h   p e rfo r m a n c e   F F with   d iffere n t   r a d ice s ,   In ter n a t io n a l   J o u rn a o Rec o n fi g u ra b le   a n d   Emb e d d e d   S y ste ms v o l.   8 ,   n o .   2 ,   p p .   9 9 - 1 0 6 ,   2 0 1 9   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij re s.v 8 . i2 . p p 9 9 - 106 .   [4 ]   M .   S a b e r   a n d   M .   M .   Ei d ,   Lo p o we p se u d o - ra n d o m   n u m b e g e n e ra to b a se d   o n   lem n isc a te  c h a o ti c   m a p ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   Co mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l. 1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   8 6 3 - 8 7 1 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jec e . v 1 1 i 1 . p p 8 6 3 - 8 7 1 .   [5 ]   Y.  C.   Wo n g ,   S .   H.  Tan ,   R.   S .   S .   S in g h ,   H.  Zh a n g ,   A.  R.   S y a fe e z a ,   a n d   N.  A.  Ha m id ,   L o p o we wa k e - u p   re c e iv e r   b a se d   o n   u lt ra so u n d   c o m m u n ica ti o n   f o wire les se n so n e two r k ,   B u ll e ti n   o E lec trica En g i n e e rin g   a n d   I n fo rm a ti c s v o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 1 - 2 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i 1 0 . 1 1 5 9 1 /ee i. v 9 i 1 . 1 6 5 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Lo w   p o w er c ir cu it d esig n   u s in g   N C L b a s ed   a s yn ch r o n o u s   m eth o d   ( To i Le  Th a n h )   1293   [6 ]   P.  - K.   Do n g ,   H .   K.   Ng u y e n ,   V.  - P .   Ho a n g   a n d   X.   - T .   Tra n ,   Lo w - p o we imp lem e n tati o n   o f   a   h i g h - t h ro u g h p u t   m u lt i - c o re   AES   e n c ry p ti o n   a rc h i tec tu re ,   2 0 2 0   IEE Asia   Pa c if ic  C o n fe re n c e   o n   Circ u it s   a n d   S y ste ms   (AP CCAS ) ,   2 0 2 0 ,   p p .   7 4 - 7 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /AP CCAS 5 0 8 0 9 . 2 0 2 0 . 9 3 0 1 6 6 8 .   [7 ]   K.  Ha u lma rk ,   W.   K h a li l,   W.   B o u i ll o n   a n d   J.  Di,   Co m p re h e n si v e   c o m p a ris o n   o n u ll   c o n v e n ti o n   l o g i c   th re sh o ld   g a te   imp lem e n tatio n s,”   2 0 1 8   Ne Ge n e ra ti o n   o C AS   (NGCA S ) ,   2 0 1 8 ,   p p .   3 7 - 4 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /NG CAS. 2 0 1 8 . 8 5 7 2 2 2 3 .   [8 ]   B.   G .   F a wz y ,   M .   M .   A b u tale b ,   M .   I.   El a d a wy   a n d   M .   G h o n e i m a ,   S tro n g   in d ica ti o n   f u ll - a d d e c ircu it   fo r   n u ll   c o n v e n ti o n   l o g ic  a u to m a ti o n   f lo ws ,   2 0 1 8   1 8 t h   I n ter n a ti o n a S y mp o siu m   o n   Co mm u n ica ti o n a n d   I n f o rm a ti o n   T e c h n o l o g ies   (IS CIT ) ,   2 0 1 8 ,   p p .   4 1 6 - 4 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IS CIT . 2 0 1 8 . 8 5 8 8 0 0 0 .   [9 ]   A.  J.   Alb e rt   a n d   S .   Ra m a c h a n d ra n S tatic   imp lem e n tatio n   o f   a   n u ll   c o n v e n ti o n   l o g ic   b a se d   e x p o n e n t   a d d e r ,   In ter n a t io n a J o u rn a o A p p li e d   En g i n e e rin g   Res e a rc h ,   v o l.   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   7 6 0 1 - 7 6 1 4 ,   2 0 1 5 .   [1 0 ]   A.  Ca b e ro s,  S .   Hu a n g   a n d   F .   C h e n g ,   Are a - e ffi c ien CM OS  I m p lem e n ta ti o n   o NCL   G a tes   fo XO R - AN D/OR   d o m in a ted   c ircu it s ,   2 0 1 7   IE EE   Asia   Pa c if ic  Co n fer e n c e   o n   P o stg ra d u a te  Res e a rc h   in   M icr o e lec tro n ics   a n d   El e c tro n ics   (Prime Asia ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   3 7 - 4 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / P RIM EAS IA.2 0 1 7 . 8 2 8 0 3 5 8 .   [1 1 ]   P .   M e tk u ,   K.   K.  Kim ,   a n d   M .   Ch o i No v e a re a - e fficie n n u l c o n v e n ti o n   l o g ic  b a se d   o n   CM OS   a n d   g a te  d iffu si o n   in p u (G DI)  h y b ri d ,   J o u rn a o S e mic o n d u c to r   T e c h n o lo g y   a n d   S c ie n c e ,   v o l.   2 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 7 - 1 3 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 5 5 7 3 /JS TS . 2 0 2 0 . 2 0 . 1 . 1 2 7 .   [1 2 ]   N.  Le  Hu y   a n d   P .   Be c k e tt ,   Nu ll   c o n v e n ti o n   lo g ic   p r imiti v e   e lem e n a rc h it e c tu re   fo u lt ra l o p o we h i g h   p e rfo rm a n c e   p o rtab le  d ig it a sy ste m s ,   2 0 1 7   IE EE   Reg io n a S y mp o siu o n   M icr o   a n d   Na n o e lec tro n ics   (RS M ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 6 7 - 1 7 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /RS M . 2 0 1 7 . 8 0 6 9 1 5 7 .   [1 3 ]   M .   Ho wa rd ,   N.   M ize   a n d   J.   Di,   In v e stig a ti o n   a n d   c o m p a ris o n   o b u a lt e rn a ti v e fo a sy n c h r o n o u c irc u it s ,   S o u th e a stC o n   2 0 1 8 ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 - 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / S ECON.2 0 1 8 . 8 4 7 8 9 8 8 .   [1 4 ]   D.  V.  S u p ri y a   a n d   M .   R.   Nira n ja n ,   Re a li z a ti o n   o AES   e n c ry p t io n   a n d   d e c ry p ti o n   b a se d   o n   n u l c o n v e n ti o n   l o g ic,   In ter n a t io n a Res e a rc h   J o u r n a l   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y v o l .   2 ,   n o .   7 ,   p p .   7 7 - 8 1 ,   2 0 1 5 .   [1 5 ]   R.   M .   S o v a n i,   Ne a a n d   su b - t h re sh o l d   n u ll   c o n v e n ti o n   l o g ic   d e sig n   fo r   l o w - p o we d ig it a l   si g n a l   p r o c e ss in g   a p p li c a ti o n s,   M a ste T h e sis S c h o o o E lec tri c a a n d   C o m p u ter  E n g i n e e rin g .   RM IT  U n iv e rsit y ,   A u stra li a ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   N .   Ku lk a rn i ,   " E n e rg y - e fficie n d i g it a c ircu it   d e sig n   u si n g   t h re sh o ld   l o g ic  g a tes , "   D o c to ra Diss e rtatio n ,   Ariz o n a   S tate   Un iv e rsity ,   USA,   2 0 1 5 .   [1 7 ]   N.  Le  Hu y ,   A.   S .   Ho ll a n d   a n d   P .   Be c k e tt ,   S il ic o n   o n   i n su lat o n u ll   c o n v e n ti o n   lo g ic  b a se d   a s y n c h ro n o u c ircu i t   d e sig n   fo r   h i g h   p e rfo rm a n c e   l o p o we d ig it a l   sy ste m s ,   2 0 1 8   2 n d   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Rec e n Ad v a n c e s in   S ig n a l   Pro c e ss in g ,   T e lec o m mu n ica t io n &   Co m p u ti n g   (S i g T e lCo m) ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 1 1 - 1 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / S IG TE LCOM . 2 0 1 8 . 8 3 2 5 7 7 2 .   [1 8 ]   D.  L.   Oliv e ira,   O.  Ve rd u c c i,   L .   A.  F a ria  a n d   T.   C u rti n h a s,  A   n o v e κ  c o n v e n ti o n   lo g ic   (NCL)   g a tes   a rc h it e c tu re   b a se d   o n   b a sic   g a tes ,   2 0 1 7   IE EE   XX I I n ter n a t io n a l   Co n fe re n c e   o n   El e c tro n ics ,   E lec trica E n g i n e e rin g   a n d   Co mp u t in g   (INT E RCON) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /INTE RCO N.2 0 1 7 . 8 0 7 9 6 8 0 .   [1 9 ]   A.  Va k il ,   K.  P .   Ja y a d e v ,   S .   He g d e   a n d   D.  Ko p p a d ,   Co m p a rit i v e   a n a ly sis  o n u l c o n v e n ti o n   lo g ic  a n d   sy n c h r o n o u s   CM OS  ri p p le   c a rry   a d d e rs ,   2 0 1 7   S e c o n d   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   El e c trica l,   Co mp u ter   a n d   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g ies   (ICECCT ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IC ECCT . 2 0 1 7 . 8 1 1 7 9 2 6 .   [2 0 ]   S .   D.  P u tra,  A.  S .   Ah m a d ,   S .   S u ti k n o ,   Y.  Ku r n iaw a n ,   a n d   A.  D .   W.   S u m a ri ,   Re v e a li n g   AES   e n c ry p t io n   d e v ice   k e y   o n   3 2 8 P   m icro c o n tr o ll e rs  wit h   d iffere n ti a p o we a n a l y sis ,   In t e rn a ti o n a l   J o u rn a l   o f   El e c trica l   a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g v o l.   8 ,   n o .   6 ,   p p .   5 1 4 4 - 5 1 5 2 ,   De c e m b e 2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jec e . v 8 i6 . p p 5 1 4 4 - 5 1 5 2 .   [2 1 ]   A .   M .   Ab d u l lah ,   Ad v a n c e d   e n c r y p ti o n   sta n d a rd   (AES a lg o rit h m   to   e n c ry p a n d   d e c ry p d a ta ,   Cry p to g ra p h y   a n d   Ne two rk   S e c u rity 2 0 1 7 .   [2 2 ]   D.  S wa th i ,   P .   G a n g a d h a r,   a n d   D.   V.  S u p riy a ,   De sig n i n g   o f   s - b o x   b a se d   o n   n u ll   c o n v e n ti o n   lo g ic ,   In ter n a ti o n a l   Res e a rc h   J o u rn a o E n g i n e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y v o l .   2 ,   n o .   8 ,   p p .   7 1 7 6 ,   2 0 1 5 .   [2 3 ]   L.   P .   Ku m a a n d   A.  K.  G u p ta,  Im p lem e n tatio n   o sp e e c h   e n c r y p ti o n   a n d   d e c ry p ti o n   u si n g   a d v a n c e d   e n c ry p ti o n   sta n d a r d ,   2 0 1 6   IE EE   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Rec e n T re n d in   El e c tro n ics ,   In f o rm a ti o n   &   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g y   ( RT EICT ) ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 4 9 7 - 1 5 0 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /R TE IC T. 2 0 1 6 . 7 8 0 8 0 8 1 .   [2 4 ]   N .   H.  E.   Wes te   a n d   D .   M .   Ha rris,   CM OS   VL S d e sig n   a   c irc u it a n d   sy ste ms   p e r sp e c ti v e ,   4 th   Ed it i o n ,   Lo n d o n ,   U.K. :   Ad d iso n   Wes ley ,   P e a rso n ,   2 0 1 0 .   [2 5 ]   L.   D.  Tran ,   G .   I.   M a tt h e ws ,   P .   Be c k e tt   a n d   A.  S t o jce v sk i ,   Nu ll   c o n v e n t io n   lo g ic  (NCL)  b a se d   a sy n c h ro n o u s d e si g n   -   fu n d a m e n tals  a n d   re c e n a d v a n c e s ,   2 0 1 7   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Rec e n A d v a n c e in   S ig n a Pro c e ss in g ,   T e lec o mm u n ica ti o n s &   C o mp u ti n g   (S i g T e lC o m) ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 8 - 1 6 3 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /S IG TE LCOM . 2 0 1 7 . 7 8 4 9 8 1 5 .   [2 6 ]   R.   S a n k a r,   e a l . ,   Im p lem e n tatio n   o sta ti c   a n d   se m i - sta ti c   v e rsio n o a   b it - wise   p ip e li n e d   d u a l - ra il   NCL  2 S   c o m p lem e n m u lt ip li e r ,   2 0 0 7   IE EE   Re g io n   5   T e c h n ic a C o n fer e n c e ,   2 0 0 7 ,   p p .   2 2 8 - 2 3 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TP S D. 2 0 0 7 . 4 3 8 0 3 8 6 .   [2 7 ]   A.  J.  Alb e rt  a n d   S .   Ra m a c h a n d ra n ,   N u ll   c o n v e n ti o n   fl o a ti n g   p o in m u lt ip l ier ,   T h e   S c ien ti fi c   W o rl d   J o u r n a l ,   2 0 1 5 d o i:   1 0 . 1 1 5 5 /2 0 1 5 / 7 4 9 5 6 9 .   [2 8 ]   A.  Zak y ,   E.   El m it wa ll i,   M .   He m e d a ,   Y.  Ism a il   a n d   K.  S a lah ,   Ultra  lo w - p o we e n c ry p ti o n /d e c ry p ti o n   c o re   f o r   li g h twe i g h i o a p p li c a ti o n s ,”   2 0 1 9   1 5 th   In ter n a ti o n a C o mp u t e En g in e e rin g   Co n fer e n c e   (ICENCO) ,   2 0 1 9 ,     p p .   3 9 - 4 3 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICE NCO 4 8 3 1 0 . 2 0 1 9 . 9 0 2 7 4 7 1 .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.