I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s     Vo l.   7 ,   No .   3 No v em b er   201 8 ,   p p .   1 95 ~ 202   I SS N:  2 089 - 4 864 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es. v7 . i3 . p p 195 - 2 0 2          195       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JR E S /in d ex   New   O pti m i z ed  R econ figura ble  AL Desig n Ba sed  on   DG - CNTFET   Na no technolo g y         H o ud a   G ha bri ,   Da lenda   B en   I s s a ,   H e km et   Sa m et     De p a rt m e n o f   El e c tri c a l,   L E T l a b o ra to ry .   Na ti o n a S c h o o o f   En g in e e rin g   o f   S f a x ,   Un iv e rsit y   o f   S f a x   BP . 3 0 3 8 ,   S f a x ,   T u n isia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Oct  1 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Oct  2 4 ,   2 0 1 8         T h e   h e a rt  o f   th e   m icro p ro c e ss o a n d   re sp o n sib le  f o th e   e x e c u ti o n   o f   lo g ica a n d   a rit h m e ti c   o p e ra ti o n s,  th e   a rit h m e ti c   a n d   lo g ica u n it   is  c o n sta n tl y   o p ti m ize d .   T h e   p e rf o r m a n c e   is  i m p ro v e d   to   a ll o w   th e   d e v e lo p m e n o f   m o re   p o w e rf u a n d   sm a ll e c ircu it s.  T h is  p a p e r   d e sc rib e s   sim p le  A L b u c o n tai n th e   e ss e n ti a ls  f u n c ti o n s.   It  is  a   re c o n f ig u ra b le  AL b a se d   o n   d o u b le - g a te  c a rb o n   n a n o t u b e   f ield   e f f e c tran sisto (DG - CN T F ET s).  T h is  tran sisto h a s   a n   in tere stin g   p r o p e rty ,   it   c a n   sw it c h   f ro m   p -   to   n -   ty p e   b e h a v i o a n d   v ice - v e rsa   d y n a m ic a ll y .   T h is  o p e n th e   o p p o rtu n it y   f o b u il d i n g   n o v e a n d   c o m p lex   f u n c ti o n i n   f in e - g ra in   re c o n f ig u ra b le  lo g ic  i n a c c e ss ib le  to   M OSF ET a n d   re a c h in g   a   g o o d   p e rf o r m a n c e   le v e ls.  In   li tera tu r e   th e re   a re   se v e r a p ro b lem re late d   to   sig n a q u a l it y .   In   t h is  p a p e r,   w e   w il l   p r o p o se   a   n e w   so lu ti o n   t h a a ll o w u to   im p ro v e   th e   q u a li ty   o f   th e   o u tp u sig n a l   w it h o u a f f e c ti n g   th e   n u m b e o f   tran sisto rs  u se d .   T h is  im p ro v e t h e   o v e ra ll   p e rf o r m a n c e   o f   AL U.  W e   w il sh o w   th e   im p ro v e m e n in   sig n a lev e a n d   q u a li ty .   F irst,   a n   o v e rv iew   o c a rb o n   n a n o t u b e   f ield - e ff e c t   tran sisto r   (CNT F ET a n d   sta te  o f   th e   a rt  R e c o n f ig u ra b le  A LU  b a se d   o n   DG - CNT F ET   is  g iv e n .   T h e n   a n   e x p li c a ti o n   o f   sig n a in teg rit y   issu e o th e   a c tu a l   Re c o n f ig u ra b le  D G - CN T F ET   c e l is  d o n e .   A f ter  we   w il p re se n a n d   e x p lain   th e   p ro p o se d   so l u ti o n .   T h e   s o lu t i o n   is  f irst  a p p li e d   o n   t h e   c n t_ 9 T   c ircu it   th e n   w il sh o w   it s e ffe c o n   th e   A L U.  F in a ll y ,   a   p e rf o r m a n c e   c o m p a riso n   is m a d e .       K ey w o r d s :   Am b ip o lar   d ev ices   Dg - cn t f et   Op ti m izatio n   tech n iq u e   R ec o n f ig u r ab le  AL U   R ec o n f ig u r ab le  lo g ic  d esi g n   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ho u d Gh ab r i,    Dep ar t m en t o f   E lectr ical,   Natio n al  S h o o l o f   E n g in ee r i n g   E NI S,  Un i v er s it y   o f   S f a x ,   B P . 3 0 3 8 ,   Sf ax ,   T u n i s ia .   E m ail: H o u d a. g h ab r i @ g m ail. c o m         1.   I NT RO D UCT I O N   I n   o r d er   to   m ain tain   t h tec h n o lo g ical  g r o w th ,   i n te g r ated   cir cu its   ar s ti ll  i m p r o v i n g .   I n ee d s   h ig h   p er f o r m a n ce   i n   ter m s   o f   s p ee d ,   in teg r atio n   d en s it y ,   p o w er   an d   r eliab ilit y .   I n   p ar allel,   as  ex p ec ted   b y   Se m ico n d u cto r s   p r o f ess io n al  co m m u n it y   C MO w ill  r ea ch   its   li m its   i n   2 0 2 0   ( Mo o r e’ s   la w )   d u to   in tr i n s ic   d ev ice  p r o b lem   li k lea k a g an d   q u an t u m   e f f ec ts   [ 1 ] .   Se m ico n d u cto r   in d u s tr y   ar p u s h e d   to   en ter   in   n e w   er ca lled   B e y o n d   C MO S”.   T h ey   ar e x p lo r in g   th u s e   o f   n e w   m ater ials   a n d   d ev ices   th at  ca n   s o l v th is   p r o b lem ,   f o r   ex a m p le  b y   ad o p tin g   h i g h   m o b ilit y   m ater ials   to   i m p r o v m o b ilit y ,   r ed u ce   n o is e,   o r   i n cr ea s e   elec tr o s tatic  cu r r en t s ,   r ed u cin g   p ar asit es  o r   in cr ea s i n g   elec t r o s tatic  cu r r en t.  T h c ar b o n   n an o tu b f ield - e f f ec t   tr an s i s to r   ( C NT FET )   is   th m o s p r o m i s in g   alter n ati v t h an k s   to   h i s   s p ec i f ic  p h y s ical  ch ar ac ter is tic s   ( h i g h   ca r r ier   m o b ilit y ,   b alli s tic  elec tr o n   tr an s p o r an d   cu r r en d en s it y )   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   Sev er al  f a m ilies   o f   C NT FET   w er e   m an u f ac t u r ed   an d   s tu d ied   b u o n e   o f   th e m   ca lled   DG - C NT F E T   h as  a n   i n t er esti n g   p r o p er ty ,   th a m b ip o lar it y .   I n   co n tr ast  o f   o th er s   C MO d ev ice s   w h o s p o lar ity   ( n - t y p o r   p - t y p e)   is   d eter m i n ed   d u r in g   f ab r icatio n ,   DG - C NT FET s   ar e   a m b ip o lar ,   th e y   lead   elec tr o n s   an d   h o le s   m u t u all y ,   p r esen ti n g   co e x is te n ce   o f   elec tr o n   an d   h o le  cu r r e n ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  7 ,   No .   3 ,   N o v e m b er   2 0 1 :   1 9 5     2 0 2   196   DG - C NT FET   allo w   th cr ea tio n   o f   co m p letel y   n o v el  cir cu it   w h ic h   ar in ac ce s s ib le  w it h   MO SF E T - b ased   cir cu its .   O n o f   t h m o s cr itica I n te g r ated   C ir cu its   ( I C s )   to d a y s   is   A r i th m etic  lo g ic.   I n d ee d ,   ar ith m etic  o p er atio n s   ar th b asis   o f   d ata  p ath s   th a f o r m   t h r ea s o n i n g   co r o f   lo g ic  ap p licatio n s   i n   s ilico n .   Sev er al  w o r k s   p r o p o s ed   th im p le m e n tat io n   o f   AL w it h   DG - C NT FET   f o r   ex am p le  in   [ 5 ]   b u w b eliev e   th at  t h ese  w o r k s   s u f f er   f r o m   th p r o b le m   o f   s i g n al  i n te g r it y .   Mo ti v ated   b y   th e s o b s er v atio n s ,   th is   p ap er   m ak co n tr ib u tio n   i n   o u tp u s ig n a q u alit y   i m p r o v e m e n w i th o u a f f ec tin g   t h d en s it y   o f   cir cu it.  Si m u la tio n   w il l p r o v th i m p r o v e m e n t o f   s ig n al  le v el  an d   t h o v er all  o f   AL p er f o r m a n ce .   In   Sec tio n   I I ,   an   o v er v ie w   o f   d if f er e n t y p e s   o f   e x is ti n g   C N T FE T   tr an s is to r s   ar p r esen te d   an d   w w ill  f o cu s   o n   DG - C NT FE T   to   ex p lain   h is   a m b ip o lar it y .   T h s tate  o f   ar o f   r ec o n f ig u r ab le  AL b ased   o n   th is   tr an s is to r   w ill  b d escr ib ed   in   s ec tio n   I I I .   I n   n ex s ec tio n ,   w w ill  e x p lain   t h s i g n a q u alit y   i s s u e   w h ich   p u s h ed   u s   to   d o   th is   w o r k   . T h p r o p o s al  s o lu tio n   is   s p ec if ied   i n   s ec ti o n   an d   s i m u latio n   is   d o n to   d em o n s tr ate  t h b en ef it  o f   th is   s o l u tio n   o n   C NT _ 9 T   f ir s t a n d   r ec o n f i g u r a b le  AL U.   Fi n all y   co n cl u s io n   is   m ad e.       2.   O VE RVI E O F   AM B I P O L AR  CN T F E T   ( DG - C NT F E T )   T h is   s ec tio n   p r esen t s   t h m o s t   i m p o r tan t y p es   o f   C NT FET .   A l m o s t,  tr an s is to r s   o p er ate  o n   th s a m e   p r in cip le:  cu r r en p as s ed   b et w ee n   th s o u r ce   an d   d r ain   elec t r o d es  th r o u g h   th n an o t u b ch an n el  d ep en d s   o th p o lar izatio n   o f   t h g ate   e lectr o d e.   Natu r o f   th e   co n ta ct  b et w ee n   n a n o tu b a n d   t h e   s o u r ce /d r ain   m e tal  elec tr o d es  is   th m ai n   d if f er en ce   b etw ee n   th tr an s is to r s   d es cr ib ed   b elo w .   W d if f er en tiate   th r ee   ca teg o r ies  o f   C NT FET SB - C NT FET ,   C - C NT FET   an d   DG - C N FET .   I n   SB - C NFET   s o u r ce   an d   d r ain   elec tr o d es  ar d ep o s ited   d ir ec tly   o n   t h n a n o tu b ch a n n el,   t h is   m etal - n an o tu b j u n ct io n   cr ea tes  t h e   Sch o tt k y - b ar r ier .   C o n d u ct iv i t y   o f   th i s   b ar r ier   d ep en d s   o n   g ate  p o lar izatio n   w h o   ac ts   o n   th v ar iatio n   o f   th e   co n tact  r esi s tan ce .   SB - C NT FET s   h av a n   a m b ip o lar   ch ar ac ter is tics ,   w h ich   i s   n o s u itab le  f o r   co n v e n tio n al   C MO S - li k lo g ic   cir cu its   b u v er y   u s ef u l   f o r   b u ild in g   n e w   lo g ic  ar ch itect u r es  d i f f er e n f r o m   co n v e n ti o n al  C M OS  lo g ic.   A l s o ,   th r atio   I o n /I o f f   is   r ath er   s m a ll  [ 3 ] .   C - C NT FET   also   ca lle d   C MO S - L i k C NT FET   h av o h m ic  co n tact   b et w ee n   th s o u r ce /d r ain   m et al  an d   th n a n o tu b ch a n n el.   T h p er f o r m a n ce   o f   t h is   tr an s is to r   ar i m p r o v ed   co m p ar ed   to   th SB - C NFET cu r r en I o n   i s   h ig h er   t h an k s   to   h is   lo w   b ar r ier   h eig h a n d   am b ip o la r it y   i s   o f te n   s u p p r ess ed .   Do u b le  Gate   ca r b o n   n an o tu b f ield   ef f ec tr an s i s to r   DG -   C NT FET   is   C NT FE T   w it h   d o u b le   g ate  [ 4 ] .   f r o n g a te  th a p la y s   t h s a m e   f u n ctio n   o f   C N T FE T   Gate   an d   b ac k   g ate  c alled   also   p r i m ar y   g ate  F ig u r 1   w h ich   is   u s ed   to   d y n a m icall y   c h an g th t y p o f   tr an s is to r   o r   P ,   h e n c its   a m b ip o lar it y .   T h is   ad d itio n al  b ac k   g ate  B w h ic h   co n tr ib u te s   to   atten u ate  th Sch o tt k y - B ar r ier s ,   S B ,   at  th d r ain   an d   s o u r ce   co n tacts  s o   I o n /I o f f   i s   h ig h er .   I t o p en s   n e w   h o r izo n   f o r   r ec o n f ig u r ab le  cir cu it s   [ 4 ] .   DG - C NT FET   s h o w   an   i n ter esti n g   p r o p er ty   f o r   r ec o n f ig u r ab le  d ev ice:  th a m b ip o lar it y .   W w il l   s h o w   in   t h f o llo w in g   h o w   D G - C NT FET   ca n   b e   u s ed   to   d e s ig n   r ec o n f i g u r ab le  cir cu its .   F ig u r 2   ex p lain   h o w   d o u b le  g ate  ca r b o n   n an o t u b f ield   ef f ec t tr a n s i s to r s   w o r k .   DG - C NT FET   ca n   s w itc h   f r o m   t y p to   P   ty p an d   v ice - v er s d ep en d s   o n   b ac k   g ate  p o lar i t y :   a.   I f   B ac k   Gate   ( B G)   is   p o lar ize d   at  1   tr an s is to r   w i ll h a v N   t y p b eh av io r .   b.   I f   B ac k   Gate   ( B G)   is   p o lar ize d   at  - 1   tr an s is to r   w ill  h a v P   t y p b eh av io r .           Fig u r 1 .   DG - C NT FET   c r o s s - s ec tio n       Fig u r 2 B eh av io r   o f   DG - C N T FE T   d e p en d in g   On   B p o lar izatio n       T h is   f ea t u r ca n   b u s ed   to   d e s ig n   lo g ic  c ir cu it   ca p ab le  o f   p er f o r m i n g   s e v er al  lo g ic   f u n ctio n s   j u s b y   co n f i g u r in g   t h " b ac k   g ates"   o f   th C NT FET s   n et w o r k .   I n   th n e x s ec tio n   w w ill  d e s cr ib th s tate  o f   th ar t o f   r ec o n f ig u r ab le  cir cu i t u s i n g   th i s   t y p o f   tr a n s i s to r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       N ew Op tim iz ed   R ec o n fig u r a b l A LU D esig n   B a s ed   o n   DG - C N TFE T N a n o tech n o lo g y   ( Ho u d a   Gh a b r i )   197   3.   ST A T E   O F   T H E   ART  RE C O NF I G U RAB L E   AL B AS E O DG - C NT F E T   T RA NSI S T O RS   T h C NT FE T   ca n   b u s ed   to   c o n s tr u ct  lo g ic  cir cu its   ac co r d in g   to   t w o   p o s s ib le  ap p r o ac h es   a.   I n   C MO S - L ik d es ig n s   th C NT FE T   r ep lace s   th MO SF E T   b y   d ir ec tl y   tr a n s p o s i n g   th ar ch itect u r es  o f   th ex i s ti n g   lo g ical  f u n ctio n s   o n   th i s   n e w   tec h n o lo g y .   T h is   ap p r o ac h   h as  b ee n   p r o v ed   ex p er i m en tall y   b o t h   w it h   r esi s ti v e - lo ad   g ates [ 7 ]   an d   co m p le m e n tar y   lo g ic  [ 8 ] .   b.   I n   s p ec if ic  ap p r o ac h ,   th s p ec if ic  p r o p er ties   o f   th C NT FET   ar ex p lo ited .   T h e y   allo th cr ea tio n   o f   co m p lete l y   n e w   lo g ic  f u n ct io n s   t h at  ar i n ac ce s s ib le  ( o r   h a r d ly   f ea s ib le)   to   co n v e n tio n al  MO SF E T - b ased   cir cu its .   Sp ec i f ic  C NT FET   p r o p er ties   h av also   b ee n   u s ed   i n   m u ltip le - v a lu ed   lo g ic  [ 9 ] ,   [ 1 0 ]   an d   in   s in g le   tr an s i s to r   XOR g a tes [ 1 1 ] .   As  d e m o n s tr ated   p r ev io u s l y   DG - C NT FET   o f f er   co m p let am b ip o lar   b eh av io r ,   th i s   ch ar ac ter is tic   ca n   b u s ed   to   d esig n   r ev o l u ti o n ar y   r ec o n f i g u r ab le  cir c u its ,   T h C NT _ DR C _ 9 T   s h o w ed   in   F i g u r 3   r ep r esen t   th e   m o s r ep r ese n tati v o f   t h is   k i n d   o f   c ir cu it s .   T h is   cir c u it  i s   b ased   o n   d y n a m ic   C MO d esig n ,   p r e - c h ar g p h ase  is   n ee d ed   to   in itial ize  t h d if f er en b lo ck s   t h e n   w e v alu a te  th b lo c k   o u tp u t.  T h is   cir cu it  is   co m p o s ed   b y   9   DG - C NT FET   t r an s is to r s .   As   ex p lai n ed   in   T ab le  1 ,   th is   cir c u it  co u ld   r ea lize  6   d if f er e n f u n ctio n s   in cl u d in g   XO R   f u n c tio n s   ( A   B )   an d   XNO R   ( A   B )   co m m o n l y   u s ed .   T h e y   a llo w   th e   r ea lizatio n   o f   th s u m   o p er ato r   ( in   th A d d er s )   w it h   r ed u ce d   n u m b er   o f   g ate  [ 5 ] .   T o   ex p lain   h o w   t h is   lo g ic  g ate  w o r k s   w ca n   ta k as  e x a m p le  all  tr a n s i s to r s   ar e   co n f ig u r ed   as  n - t y p e   ( OP 1 =O P 2 = OP3 =+ V) :   a.   Pre - ch a r g e   o f   l o g ic   s t ag e:   T h e   C   n o d e   v o l tag e   is   f o r c ed   t o   0   V.   b.   E v alu at io n   o f   l o g ic   s tag e:  th l o g ic   p a r is   p o w er ed   o n   an d   f   ( A ,   B )   f u n ct io n   is   ev alu ate d .   c.   Pre - ch a r g e   o f   f o ll o w er /in v er t e r   s t ag e:   T h Y   n o d v o lt ag is   f o r ce d   to   V d d .   d.   E v alu at io n   f o l lo w er /in v e r t er   s t ag e:  T h e   Y   n o d e   tak es A   NA N B .   Her in   F ig u r 4   th er i s   s c h e m a tic  o f   r ec o n f i g u r ab le  3   f u n ctio n s   AL b ased   o n   D G - C NT FET   tr an s i s to r s .           Fig u r 3 .   9 T   s u b - b lo ck         Fig u r 4 .   State  o f   th ar t r ec o n f i g u r ab le  3   f u n ct io n s   DG - C NT FET   A L [ 5 ]       T ab le  1 .   Fu n ctio n s   o f   cn t - d r c_ 9 C ell                 O P 1   O P 2   O P 3   Y   +V   +V   +V   . ̅ ̅ ̅ ̅ ̅   +V   +V   - V   .   - V   - V   +V   +   - V   - V   - V   +   +V   - V   +V     +V   - V   - V     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  7 ,   No .   3 ,   N o v e m b er   2 0 1 :   1 9 5     2 0 2   198   T h AL U3 b lo ck   is   co n s tit u ted   o f   4   d if f er e n s u b - b lo c k s   co n n ec ted   to g et h er   to   co n s ti tu te  a   1 - b it  f u ll   ad d er   [ 1 2 ] .   T h m o s t u s ed   s u b - b lo ck   is   t h 9 T   s u b - b lo ck   d es cr ib ed   in   F ig u r 3   [ 5 ] ,   [ 1 3 ] .   T o   ex p la in   h o w   th is   A L w o r k s   w ca n   tak as  ex am p le  all   t r an s is t o r s   co n f ig u r ed   as N   ty p ( O P1 =O P2 =+ V ) :   a.   T h e   ca lcu l ati o n   o f   S   is   d o n i n   th r ee   s t ag es,   w ith   b l o ck   1 ,   3   an d   4 .   E ac h   s t ag e   r e q u ir es   a   p r e - ch a r g e   s t ep   an d   th en   ev alu a ti o n .   b.   B l o ck   3   en a b l es   a   f o ll o w er   o r   an   in v e r te r   b etw ee n   th e   o u t p u t   o f   th e   a r e a1   an d   th e   in p u o f   b lo ck   4 ,   ac c o r d in g   t o   th c o n f ig u r at i o n   s ig n al  O P1   as   ex p la in ed   in   T a b le   2   [ 1 4 ]       T a b le   2 .   Fu n cti o n s   o f   cn t - alu _ 3 f   R e co n f ig u r ab le   C ir cu it               W w ill  s im u late  th e   A L in   f u ll  ad d er   c o n f ig u r ati o n   @ 2 5 0 MH z .   Sim u lati o n   r esu lt  i s   g iv en   in   F ig u r 5 .   N o te  th at  th er is   v o lt ag d r o p   ( 1 0 0 m V)   r el ate d   t o   th e   d is s y m m etr y   b et w ee n   th b lo ck   c o n s is tin g   o f   NM OS  an d   th a o f   PMOS.   T h i s   w ill b e   d is cu s s e d   in   n ex t s ec t io n .           Fig u r e   5 .   Si m u latio n   r esu l t       4.   SI G NA L   I N T E G R I T I SS UE S O F   T H E   ACT UAL R E CO NF I G URAB L E   D G - CN T F E T   CE L L     T h ac tu al  i m p le m e n tatio n   o f   th r ec o n f i g u r ab le  AL b ased   o n   DG - C NT FET   [ 1 4 ]   p r e s en s o m e   s ig n al  in teg r it y   is s u e s   w h ic h   s er io u s   b ar r ier   to   r ea p h y s ical  i m p le m e n tatio n   ca n   b e.   T h f o llo w i n g   s i m u lat io n   r es u lt  Fi g u r 6   s h o w s   t h h ig h   s i g n al  d eg r ad at io n   esp ec iall y   if   w u s 5 0 0   m p o w er   s u p p l y   w h ic h   is   co m m o n   v al u at  m o d er n   tech n o lo g ical  n o d es.    O P 1   O P 2   S   C   +V   +V   A . B .   C i n   .   +V   - V      . +  ( + )   - V   - V   + +    . ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ + . +    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       N ew Op tim iz ed   R ec o n fig u r a b l A LU D esig n   B a s ed   o n   DG - C N TFE T N a n o tech n o lo g y   ( Ho u d a   Gh a b r i )   199   First  i m p le m e n tatio n s   o f   th i s   ce ll  w er @   1 p o w er   s u p p l y   w h ic h   m a y   ex p lai n   w h y   n o   m aj o r   is s u es   o b s er v ed   w it h   ce ll  b ec au s t h elec tr ical  lev el  lo s s   s till   f ar   f r o m   s w i tch in g   v a lu e.   T h is   s i g n al  d e g r ad atio n   i s   d u to   th f ac th at  n   t y p tr an s is to r s   ar p o o r   Vcc   p r o v id er   an d   p   ty p tr an s is to r   ar p o o r   g n d   p ass er .   W ca n   o b s er v th is   ef f ec esp ec iall y   in   in v er ter s   w h er p   ty p is   al w a y s   co n n ec ted   to   Vcc   an d   n   t y p al w a y s   co n n ec ted   to   GND  in   o r d er   to   av o id   s ig n al  d e g r ad atio n .   I n   f i g u r 6   w ca n   clea r l y   s ee   th d eg r ad atio n   o f   o u tp u t si g n al,   th v al u is   4 0 0 m i n s tead   o f   5 0 0 m V.             Fig u r e   6 .   Sig n al  in teg r it y   is s u es       Mo tiv ated   b y   th is   o b s er v atio n ,   w h a v w o r k ed   o n   p o s s ib le  s o lu tio n s   to   r eso lv th is   is s u an d   tr y   to   f i n d   w a y   to   r ed u ce   th s i g n a d eg r ad atio n .   First  an d   b asic  s o lu tio n   is   to   ad d   b u f f er   i n   o u tp u s ta g e,   b u th is   s o lu tio n   in cr ea s e s   t h d ela y   s ig n i f ica n tl y .   T h en   b etter   s o lu tio n   co n s is ts   to   m o d i f y   t h ar ch itect u r to   a m elio r ate  s i g n al  q u alit y   w i th o u af f ec ti n g   th d ela y   an d   t h d en s it y   o f   cir c u it.  T h ese  t wo   s o lu tio n s   w ill  b e   ex p lain ed   n e x s ec tio n .       5.   DE SCR I P T I O O F   T H E   P RO P O SE SO L UT I O N   I n   th i s   w o r k   w w ill p r o p o s tw o   p o s s ib le  s o l u tio n s   f o r   th is   i s s u e .     5 . 1 .   B uff er s   I ns er t io   First  s o lu tio n   co n s is t s   o f   in s er ti n g   i n ter m ed iate  b u f f er s   b e t w ee n   th d if f er en AL s ta g es.   T h o s b u f f er s   co m p o s ed   b y   t w o   s u cc es s iv e   i n v er ter s ,   w ill  i m p r o v th q u al it y   o f   s i g n a an d   a m p li f y   it.   As  9 T   ce ll  is   th m aj o r   s u b - b lo ck   o f   A L w w i ll  u s it  to   s i m u late  an d   test   t h is   s o l u tio n   R esu lt  i s   s h o w n   in   F ig u r 7 .           Fig u r e   7 .   P r o p o s ed   9 T   s tag w ith   b u f f er   s tag e   ad d ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  7 ,   No .   3 ,   N o v e m b er   2 0 1 :   1 9 5     2 0 2   200   Her is   th r es u lt  o f   b u f f er s   i n s er tio n   j u s a f ter   t h 9 T   b lo ck :   W n o te  clea r l y   t h at  9 T   o u tp u w it h o u t   b u f f er s   i s   lar g el y   b elo w   5 0 0 m V,   d ep en d in g   o n   lo g ical  s tate  it’ s   v ar y in g   f r o m   3 0 0   to   3 5 0   m V,   o f   co u r s th e s e   v alu e s   ar co n s id er ed   as  lo g ical  s tate  Hig h   s i n ce   th e y   ar h ig h er   th a n   VDD/2 2 5 0   m b u m a y   d ec r ea s i f   we   u s h i g h er   lo ad   v al u es.  W i th   b u f f er   s tag o u tp u s ig n al  i s   a m elio r ated   an d   eq u al  to   5 0 0 m n o w .   Ho w e v er ,   th is   s o lu tio n   h a s   o n d is ad v a n t ag e,   d ela y   in cr ea s b ec au s we  ad d   tw o   s ta g e s ,   s o   P DP   is   d i r ec tl y   i m p ac ted .           Fig u r e   8 .   9 T   b lo ck   o u tp u w it h / w i th o u t o u tp u t b u f f er       5 . 2 .   P r o po s ed  Arc hite ct ure  M o difica t io n   T h s ec o n d   s o lu tio n   p r o p o s e d   is   to   r eso lv t h d is s y m m et r y   b et w ee n   NM OS  ( p o o r   Vcc   p r o v id er )   an d   P MO tr an s i s to r   ( p o o r   g n d   p ass er ) .   I co n s is t s   to   m o d if y   ar c h itect u r s o   Vcc   s i g n a l   w ill  b p ass ed   b y   P MO S tr an s is to r   an d   g n d   w ill  b p ass ed   b y   NM O S tr an s is to r .   Mo d if icatio n   o f   t h p r o p o s ed   ar ch itectu r ar e:    a.   E V1   tr an s is to r   r ep lace m en with   p   t y p tr an s i s to r   to   w h ic h   n ee d s   o f   co u r s an   in v er s ed   co n tr o s ig n al   ( w h ich   ca n   b ea s il y   g e n er ate d   f o r   th w h o le  cir cu i t) .   b.   L o g ica f u n ctio n   tr an s is to r s   s h ad o w i n g   b y   co m p le m e n tar y   t y p e   tr an s is to r   w i th   an   in v e r ted   co m m a n d   o f   co u r s e.   T h is   g i v e s   t h n e w   9 T   ce ll  d escr ib ed   b y   F i g u r 9 .   B y   t h i s   m o d if icatio n ,   w ca n   r eso l v d is s y m m etr y   b et w ee n   t h b lo ck   co n s is ti n g   o f   NM OS  a n d   t h at   o f   P MO S.  Si m u latio n   r es u lt  i n   F i g u r 1 0   co n f ir m A s   s h o w n   in   Fig u r 1 0 ,   af ter   m o d if icatio n   o u tp u s i g n a is   a m elio r ated   an d   its   a m p litu d is   eq u al  to   Vd d   ( Vd d =5 0 0 m V) .   Fig u r 1 0   s h o w s   t h p r o p o s ed   ar ch itectu r o f   AL i n cl u d i n g   m o d i f i ca tio n   o f   9 T   b l o ck .   As  s h o w n   i n   Fig u r 1 1 ,   af ter   m o d i f icatio n   o u tp u s ig n al  is   a m elio r ated   a n d   v al u i s   eq u al   to   5 0 0 m V.   T h is   s o lu t io n   r eso l v s ig n al  i n te g r it y   p r o b le m   w it h o u t d eter io r atin g   o t h er   p er f o r m an ce   ( n o   i m p ac t o n   d ela y   an d   p o w er ) .           Fig u r e   9 .   9 T   ce ll A r ch itect u r m o d i f icat io n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       N ew Op tim iz ed   R ec o n fig u r a b l A LU D esig n   B a s ed   o n   DG - C N TFE T N a n o tech n o lo g y   ( Ho u d a   Gh a b r i )   201       Fig u r e   10 .   AL p r o p o s ed   ar c h itect u r e           Fig u r e   11 .   Si m u latio n   r es u lt s   o f   9 T   b lo ck   in   XOR co n f i g u r a tio n   w it h   m o d i f ied   ar ch itect u r e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  7 ,   No .   3 ,   N o v e m b er   2 0 1 :   1 9 5     2 0 2   202   6.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er   w h av p r esen t ed   an   i m p r o v ed   r ec o n f ig u r ab l AL cir cu i u s i n g   ca r b o n   Nan o - t u b f ield   ef f ec tr an s i s to r s .   First  an   o v er v ie w   o f   C NT FET   tr an s is to r   is   g iv e n   an d   s tate  o f   th ar o f   DG - C NT FET   b ased   r ec o n f ig u r ab le  cir cu it  i s   d o n e.   T h en   s ig n al  i n te g r i t y   is s u f ac ed   o n   t h o s cir cu it  is   ex p lai n ed   an d   s i m u lated .   T h is   s o lu tio n   i s   p r o p o s ed   to   r eso lv th is   i n teg r it y   p r o b le m   b y   m o d i f y i n g   t h ar ch i tectu r a n d   p r o p o s n e w   o n w h ich   g i v s ig n i f ica n i m p r o v e m e n i n   s i g n al  q u a lit y .   W s h o w ed   t h at  w ca n   i m p r o v e   s i m u lat io n   r esu lt  b y   u s in g   co m p le m e n tar y   t y p tr an s i s to r   w it h   an   in v er ted   co m m a n d   w ith o u a f f ec t in g   th e   d elay   a n d   th d en s it y   o f   cir c u i t.       RE F E R E NC E   [ 1 ]   In tern a ti o n a tec h n o l o g y   Ro a d m a p   f o se m ico n d u c to rs ( 2 0 1 5 h tt p : // ww w . it rs2 . n e t/   [ 2 ]   P .   L .   M c Eu e n ,   M .   S .   F u h re r,   a n d   H.  P a rk ,   S i n g le - w a ll e d   c a rb o n   n a n o t u b e   e lec tro n ics ,   IEE T r a n s.  Na n o tec h n o l .,  v o l.   1 ,   p p .   7 8 8 5 ,   M a r.   2 0 0 2 .   [ 3 ]   J.  G u o ,   S .   Da tt a ,   a n d   M .   L u n d st ro m ,   A s se ss m e n o f   sili c o n   M OS  a n d   c a rb o n   n a n o tu b e   F ET   p e rf o r m a n c e   li m it s   u sin g   a   g e n e ra th e o ry   o f   b a ll isti c   tran sisto rs,”  i n   Pro c .   I EDM ’0 2 ,   S a n   Fr a n c isc o ,   CA ,   2 0 0 2 ,   p p .   7 1 1 7 1 5 .   [ 4 ]   A .   Ba c h to ld ,   P .   Ha d ley ,   T .   Na k a n ish i,   a n d   C.   De k k e r,   L o g ic  c ircu it w it h   c a rb o n   n a n o tu b e   tran s isto rs,”  S c i,   v o l.   2 9 4 ,   n o .   5 5 4 5 ,   p p .   1 3 1 7 1 3 2 0 ,   N o v .   9 ,   2 0 0 1 .     [ 5 ]   I.   O’c o n n o e a l. ,   CNT F ET   M o d e li n g   a n d   Re c o n f ig u ra b le  L o g ic  Circu it   De sig n ,   IEE T CAS ,   v o l.   5 4 ,     1 1 ,   No v .   2 0 0 7   [ 6 ]   K.  Ja b e u r,   e tal. ,   F u n c ti o n c las sif ica ti o n   a p p ro a c h   t o   g e n e ra te  re c o n f ig u ra b le  f in e - g ra in   lo g c b a s e d   o n   A m b ip o lar  In d e p e n d e n t   Do u b le G a te F ET   ( Am - ID G F E T )” ,   M ic ro e lec tro n . J o u rn a l   ( 2 0 1 3 )   [ 7 ]   R.   M a rtel,   V .   De ry c k e ,   J.  A p p e n z e ll e r,   S .   W in d ,   a n d   P .   A v o u ris,   Ca rb o n   n a n o t u b e   f ield - e ff e c tran sisto rs  a n d   l o g ic   c ircu it s,”   i n   Pro c .   3 9 t h   De sig n   Au to m.  Co n f. ,   Ne Or lea n s,   L A,   Ju n .   1 0 1 4 ,   2 0 0 2 ,   p p .   9 4 9 8 .     [ 8 ]   Z.   C h e n ,   J.  A p p e n z e ll e r,   Y. - M .   L in ,   J.  S ip p e l - Oa k le y ,   A .   G .   Rin z ler,  J.  T a n g ,   S .   J.   W in d ,   P .   M .   S o lo m o n ,   a n d   P .   Av o u ris,   A n   in teg ra ted   lo g ic  c ir c u it   a ss e m b led   o n   a   sin g le  c a r b o n   n a n o t u b e ,   S c i ,   v o l.   3 1 1 ,   n o .   5 7 6 8 ,   p p .   1 7 3 5 1 1 7 3 5 ,   M a r.   2 4 ,   2 0 0 6 .   [ 9 ]   Nin o m i y a ,   Hiro sh &   K o b a y a sh i ,   M a n a b u   &   M iu ra ,   Ya su y u k &   W a tan a b e ,   S h ig e y o sh i.   (2 0 1 4 ).   Re c o n f ig u ra b le  Circu it   De sig n   Ba se d   o n   A rit h m e ti c   L o g ic  Un it   Us in g   Do u b le - G a te  CNT F ET s.  IEI CE  T ra n sa c ti o n o n   F u n d a m e n tals  o f   El e c tro n ics ,   Co m m u n ica ti o n a n d   Co m p u ter  S c ien c e s.  E 9 7 . A .   6 7 5 - 6 7 8 .   1 0 . 1 5 8 7 / tran sf u n . E 9 7 . A . 6 7 5 .   [ 1 0 ]   A .   Ra y c h o w d h u ry   a n d   K.   Ro y ,   Ca rb o n - n a n o tu b e - b a se d   v o lt a g e - m o d e   m u lt ip le - v a lu e d   lo g ic  d e sig n ,   IEE T ra n s.   Na n o tec h n o l . ,   v o l.   4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 8 1 7 9 ,   M a r.   2 0 0 5 .     [ 1 1 ]   R.   S o r d a n ,   K.   Ba las u b ra m a n ian ,   M .   Bu rg h a rd ,   a n d   K.  Ke rn ,   Ex c lu siv e - OR  g a te  w it h   a   sin g le  c a r b o n   n a n o t u b e ,   A p p l.   P h y s.  L e tt . ,   v o l.   8 8 ,   p .   0 5 3 1 1 9 ,   2 0 0 6   [ 1 2 ]   I.   O' c o n n o r,   J L UI,J Ko tb , N Ya k y m e ts , (2 0 1 1 Em e rg in g   tec h n o l o g ies   a n d   n a n o sc a le co m p u ti n g   f a b rics   V L S I - S o 2 0 0 9 , IF IP   A ICT   3 6 0   , p p .   1 - 2 0   , 2 0 1 1   [ 1 3 ]   A .   Zu k o sk i,   X .   Ya n g   a n d   K .   M o h a n ra m ,   Un iv e rsa lo g ic  m o d u les   b a se d   o n   DG   c a rb o n   n a n o tu b e   t ra n sisto rs,  P r o c .   DA C,   p p . 8 8 4 - 8 8 9 ,   2 0 1 1 .   [ 1 4 ]   H.  G h a b ri,   D.  Be n   A issa ,   H.  S a m e a n d   A .   Ka c h o u r i,   " P e rf o rm a n c e   e v a lu a ti o n   o f   re c o n f ig u ra b le  A L b a se d   o n   DG - CNT F ET   tran sisto rs,"   2 0 1 6   1 7 t h   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   S c i e n c e a n d   T e c h n iq u e o Au t o ma ti c   Co n tro a n d   Co mp u ter   E n g in e e rin g   ( S T A) ,   S o u ss e ,   2 0 1 6 ,   p p . 1 4 2 - 1 4 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.