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   ( I J R E S)   Vo l.   9 ,   No .   2 J u l y   20 20 ,   p p .   1 1 6 ~ 1 2 4   I SS N : 2 0 8 9 - 4864 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 9 .i 2 . p p 116 - 1 2 4          116       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   D e s i g n   a n d   an a l ys i s   of  d if f e r e n f u l l a d d e c e l l s   u s i n   n e w   t e c h n o l o g i es         Na nd ha ia hg a ri  Dines h K u ma r 1 Ra j endra   P ra s a d So m in eni 2 ,   CH .   Ra j a   K u m a ri 3   De p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   V a ll u ru p a ll Na g e sw a r a   Ra o   V ig n a n a   J y o th i   In stit u te o f   En g in e e r in g   a n d   T e c h n o lo g y   (V NR V JIET ) ,   In d ia         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 1 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   J an   3 1 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Ma r   0 3 ,   2 0 20       CM OS  tran sist o rs   a re   m o st  w i d e ly   u se d   f o th e   d e sig n   o f   c o m p u teriz e d   c ircu it s,  w h e n   sc a li n g   d o w n   t h e   n a n o m e ter  tec h n o lo g y   th e se   d e v ice f a c e s   th e   sh o rt  c h a n n e e f f e c ts  a n d   c a u se I - V   c h a ra c teristics   to   d e p a rt  f ro m   th e   trad it io n a M OSF ET s,  S o   t h e   re se a rc h e rs  h a v e   d e v e lo p e d   th e   o t h e tran sisto rs  tec h n o l o g ies   li k e   CNT F ET   a n d   G NRFE T .   Ca rb o n   n a n o t u b e   f ield   e ffe c tran sisto is  o n e   o f   th e   o p ti m isti c   te c h n o l o g ies   a n d   it   is  a   th r e e   ter m in a tran sisto sim il a to   M OSF ET .   Th e   se m ico n d u c ti n g   c h a n n e b e tw e e n   th e   tw o   term in a ls  c a ll e d   s o u rc e   a n d   d ra in   c o m p rise o f   th e   n a n o   tu b e   w h ich   is  m a d e   o f   c a rb o n .   G ra p h e n e   n a n o   rib b o n   f il e d   e ff e c tran sisto is  t h e   m o st  o p t im isti c   tec h n o l o g y   h e re   th e   se m ico n d u c ti n g   c h a n n e l   is  m a d e   o f   g r a p h e n e .   W h e n   c o n tras ted   w it h   b a rre sh a p e d   C NT F ET s,  G NRFE T c a n   b e   p re p a re d   in   situ   p ro c e ss ,   tran sf e r - f re e   a n d   sili c o n   c o m p a ti b le,  th u h a v e   n o   p a ss a g e   re late d   a n d   a li g n m e n p ro b lem a fa c e d   in   CNT F ET   d e v ice s.  T h is  p a p e p re se n ts  d if fe re n 1 - b it   F u ll   A d d e Ce ll (F A Cs)  li k e   TG   M UX - b a se d   F AC  (TG M ),   M M UX - b a se d   F A (M N M ),   p ro p o se d   TG   M o d if ied   M UX - b a se d   F A C   (TG M M a n d   a n o th e p ro p o se d   M M o d if ied   M UX - b a se d   F A C   (M NMM a re   d e sig n e d   u sin g   d if f e r e n tec h n o lo g ies   li k e   CNT F ET   a n d   GN RF ET   a t   1 6 n m   tec h n o lo g y   w it h   su p p ly   v o lt a g e   o f   0 . 8 5 v   a n d   sim u latio n   is  d o n e   b y   u sin g   S y n o p sy HS P ICE  T o o a n d   t h e   p r o p o se d   d e sig n a re   b e st  w h e n   c o m p a re d   to   th e   T G M   a n d   M NM  F A Cs  in   term o f   S tatic  a n d   D y n a m i p o w e rs Diss ip a ti o n s a n d   De lay .   K ey w o r d s :   C NT FET     Dela y   an d   H SP I C E   T o o l   Fu ll  A d d er   C ell ( F AC )     GNRF E T     MN   m o d if ied   m ux     P o w er   d is s ip atio n     T m o d if ied   m ux     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 :   Nan d h aia h g ar i D in e s h   Ku m ar   Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n   E n g i n ee r in g ,   Vallu r u p alli N ag e s w ar R ao   Vig n an J y o t h i   I n s tit u te  o f   E n g in ee r i n g   an d   T ec h n o lo g y   ( V NR   VJ I E T ) ,   T elan g an a,   I n d ia .   E m ail:  d i n es h k u m ar n a n d h aia h g ar i@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     T h b o o m in g   d e m a n d   f o r   lo p o w er   i n   v er y   lar g escale  i n te g r atio n   ( V L SI)   ca n   b s ee n   at  d is tin ct iv e   b lo ck   lev e ls ,   s u c h   a s   p r o ce s s   tec h n o lo g y ,   cir cu it,  s tr u ct u r e,   an d   th e   la y o u lev el.   T h F A C s   ar t h e   f u n d a m en ta b u ild i n g   b lo c k s   o f   th AL cir cu i ts .   C MO t r an s is to r s   ar m o s w id el y   u s ed   f o r   th d esi g n   o f   co m p u ter ized   cir cu its ,   w h en   s ca lin g   d o w n   th n a n o m e ter   tech n o lo g y   th e s d ev ices  f ac e s   th s h o r ch a n n e ef f ec ts   an d   ca u s es  I - c h ar ac ter is tics   to   d ep ar f r o m   th e   tr ad itio n al  MO SF E T s ,   s o   th r esear ch e r s   h av e   d ev elo p ed   th o th er   tr an s is to r s   tech n o lo g ie s   li k C NT FET   an d   GNR FET .   B y   u s i n g   th C MO tec h n o lo g y   th v al u es  ar n o o p ti m al  a n d   b y   u s in g   t h C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies  t h o p ti m al  v alu e s   ca n   b o b s er v ed .   T h d if f er en F AC s   ar d esig n ed   b y   u s i n g   th m u ltip le  th r e s h o ld   v o lta g es  f o r   d if f er e n tr an s is to r s   in   t h d esi g n   [ 1 ] .   Ma j o r ity   f u n ctio n   o r   t h r es h o ld   f u n c tio n   i t   g i v es  o u tp u a s   lo g ic  1   w h en   m o r n u m b er   o f   in p u t s   ar 1   b ased   o n   th lo g ic  le v el  th e   m u lt ip le  th r e s h o l d   v o ltag e s   ar o b tain ed .   T h d ia m eter   o f   t h C NT   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f d iffer en t fu ll a d d er c ells   u s in g   n ew te ch n o lo g ies   ( N a n d h a ia h g a r i D in esh   K u ma r )   117   is   co n tr o lled   b y   v ar y in g   t h c h ir alit y   v ec to r   b ased   o n   t h d i a m eter   t h t h r es h o ld   v o lta g c o u ld   b v ar ied   [ 2 ] .   GNRs   ca n   b p r e p ar ed   in   s itu   p r o ce s s ,   tr an s f er - f r ee   an d   s ilic o n   co m p atib le,   th u s   h av n o   p ass a g e - r elate d   an d   alig n m e n t p r o b le m s   a s   f ac ed   b y   C NT FET   d ev ices [ 3 ] .   T h p r o p o s ed   d esig n s   ar d esig n ed   b y   u s in g   th C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies  w it h   tr an s m is s io n   g ate  lo g ic  i n   T GM FAC   a n d   Ma j o r ity   f u n c ti o n   lo g ic  in   MN M F A C   a n d   h er th D y n a m ic  an d   Static  p o w er   d is s ip atio n s   a n d   Dela y s   ar lo w .   I n   t h p r o p o s ed   d esig n   th e   m o d i f icatio n   i s   m ad i n     th MU lo g ic  cir cu itr y .   T h T GM   FAC   [ 4 ]   is   d es ig n e d   b y   u s i n g   th e   2 5   tr an s is to r s ,   MN F AC   [ 5 ]   is   d esi g n ed   b y   u s i n g   t h e   2 6   tr an s is to r s ,   p r o p o s ed   T GM FAC   is   d esi g n ed   o n l y   b y   u s i n g   th 2 3   tr an s i s to r s   an d   an o th er   p r o p o s ed   MN MM   F AC   is   d esi g n ed   o n l y   b y   u s i n g   t h 1 8   tr an s is to r s .   T h is   p ap er   is   s tr u ct u r ed   as   f o llo w s   Sect io n - p r esen ts   t h R ev ie w   o f   C MO S,  C NT FET   an d   GNRF E T .   Sectio n - 3   tel ls   ab o u th d esi g n   o f   d if f er en t   F AC s .   Sectio n - 4   s h o w s   t h co m p ar at iv a n al y s i s   o f   d i f f er en t   F AC s .   Sectio n - 5   is   d o n w it h   th co n clu s io n   o f     th p ap er .       2.   RE VI E O F   CM O S,  CNTFE T   AN G N RF E T     T h C MO tr an s is to r   ar th b asic  an d   m o s w id el y   u s ed   f o r   th d esig n   o f   co m p u ter ized   c ir cu its ,   As   n an o   m eter   o f   t h tr an s is to r   is   d ec r ea s in g ,   c h ip   th ick n es s   an d   w o r k i n g   f r eq u e n c y   is   e n lar g ed ,   m a k i n g   p o w er   u tili za t io n   i n   b atter y - w o r k ed   h an d y   d ev ice s   s i g n i f ican t   c o n ce r n .   C NT FET   s h o w   co n s id er ab le  ad v an ta g o v er   th C MO S.  B o th   P   an d   N   t y p C NT FET   tr an s is to r s   h av t h an alo g o u s   m o b ilit y .   Si zin g   o f   tr a n s i s to r s   i n   co m p le x   ad v a n ce d   d ev ices   b ased   o n   C NT FET s   w o u ld   b s i m p le  co m p ar ed   to   C MO d ev ices C o n s id er i n g   th p r o p er ties   li k elec tr ical  c h ar ac ter is tic s ,   f o r   ex a m p le,   b a llis tic   tr an s p o r t a n d   lo w   Of f - C u r r en t o f   C NT FET s   e m p o w er s   r ap id   an d   lo w   p o w e r   cir cu it st r u ct u r es   [ 6 ]   I n   C NT FET s   th ed g p o ten tial   o f   th tr an s is to r   is   r el y in g   u p o n   th w id t h   o f   t h C NT s   b y   v ar y i n g   th ch ir alit y   v ec to r   th t h r es h o ld   v o ltag ca n   b alter ed .   C N T s   p lay   v ital  r o le  in   th d esig n   o f   t h in te g r ated   cir cu its   i n   t h f u t u r d u to   th eir   u n co m m o n   elec tr ica an d   m ec h a n ical  p r o p er ties   as  co m p ar ed   w it h   C M OS   d ev ices .   C NT   tr an s is to r s   ar d iv id ed   in to   2   t y p es  s i n g le  w a ll   ( SW C NT )   an d   m u lt w all  ( MW C NT )   [ 7 ] .   Sin g le   w all   C NT FET   co n s is t s   o f   o n b ar r el  w h er ea s   t h m u lti  w a ll  h a s   m o r t h a n   o n b ar r el.   T h s tr u ct u r o f   t h e   C NT FET   is   s h o w n   in   t h F i g u r 1 .   T h ca r b o n   n an o tu b e s   m ater ials   ar q u ie s ce n d ev ice s   to   s u b s ti tu te  s i n   th lo w   p o w er .     C h a n n el  len g t h   o f   C NT FET s   c o u ld   b d ec r ea s ed   t o   f iv e   n an o   m eter s   b ef o r tu n n eli n g     t e m p er atu r e   b r in g s   u n d esira b le  d r o p   in   cu r r en ts .   Dia m eter   o f   a   C NT FET   is   s i m ilar   to   ar r an g e m en o f   th e   a m o u n t   o f   tu b es   [ 8 ].   Gr ap h en is   a   t w o - d i m en s io n al   la y er   o f   ca r b o n   ato m s   h a v in g   2 h o n e y - co m b   lattice.   T h m o s t   attr ac ti v f ea t u r o f   Gr ap h e n is   h i g h   ca r r ier   m o b ilit y   w h i ch   r en d er s   f a s ter   s w itc h in g   t i m es   an d   G NR s   ar u ltra - th i n   s h ee t s   o f   g r ap h e n e   s u p p o r o n e - d i m e n s io n al  b a llis tic  tr a n s p o r o f   ch ar g ca r r ier s .   Gr ap h en is   ca teg o r ized   in to   2   t y p es  m o n o la y er ,   b ila y er   o r   m u lti la y er   Gr ap h en e.   I n   t h b ila y er   Gr ap h e n b an d - g ap   ca n   b e   in d u ce d   to   m a k it se m i - co n d u cti n g .           Fig u r 1 .   C NT FET   t r an s is to r   s tr u ctu r e       GNRF E T   h a v e m er g ed   to   r e p lace   th e   tr ad itio n al   s ilico n   tr an s i s to r s   i n   s ca led   tec h n o lo g i es[ 9 ] ,   Sin ce   th ese  d e v ices  ar v er y   s m all  a n d   ef f ec o f   co u r s v ar iatio n   o n   t h cir cu i p er f o r m a n ce   is   v er y   lar g e.   T h m o s t   r esear ch ed   ar ca r b o n   n an o - t u b FET s   ( C NT FET s )   an d   Gr ap h en n an o - r ib b o n   FET s   ( GNRF E T s ) ,   W h en   co n tr asted   to   b ar r el  s h ap ed   C NT s ,   GNRs   ca n   b p r ep ar ed   i n   s it u   p r o ce s s ,   tr an s f er - f r ee   an d   s ilico n   co m p atib le,   th u s   h av n o   p ass a g e - r elate d   an d   alig n m en p r o b lem s   as  f ac ed   b y   C NT FET   d ev ices.  T h GNRF E T   tr an s i s to r   s tr u ct u r is   s h o w n   i n   t h F i g u r 2 .     I n   GN R FET   n u m b er   o f   d i m m er   li n es  d eter m i n t h w id th .   T h er ar t w o   s o r ts   o f   GNRF E T s   Sch o tt k y   b ar r ier   ( SB )   GNRF E T   an d   MO lik GN R FET   [ 1 0 ] .   SB   ty p u s e s   m etal  to   s h ap co n tacts   alo n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   116     1 24   118   th ese  l in e s   k ee p in g   a w a y   f r o m   f u n d a m e n tal  e x tr d o p in g .   I n   a n y   ca s e,   t h SB   t y p GNRF E T s   o f f er   p ar ticu lar l y   le s s   I o n   to   I o f f   p r o p o r tio n   w h e n   co n tr aste d   a n d   th MO S t y p GNR FET .           Fig u r 2 .   GNRF E T   tr an s is to r   s tr u ct u r e       3.   DE S I G O F   DIFF E R E N T   F AC’ S USI N G   N E T E CH NO L O G I E S   T h is   s ec tio n   d is c u s s e s   th d esig n   o f   d if f er en 1 - b it  F AC s   li k T MU X - b ased   FAC   ( T GM ) ,     MN   MU X - b ased   F A C   ( MN M) ,   p r o p o s ed   T Mo d if ied   MU X - b ased   F AC   ( T GM M)   an d   an o t h er   p r o p o s ed     MN   Mo d if ied   MU X - b ased   F A C   ( MN MM )   ar d esig n e d   u s in g   d if f er en tec h n o lo g i es  lik C NT FET     an d   GNRF E T .     3 . 1 .   T G   M UX - ba s ed  F AC  ( T G M )   T h T GM   1 - b it  F A C   is   d es i g n ed   u s in g   t h C NT F E T   an d   GNR FET   tech n o lo g ies.  Her th F AC   co n s is ts   o f   tr a n s m i s s io n   g at es.  T h cir cu i tr y   co n s i s ts   o f   d if f er en t   le v els,   in   t h f ir s lev e NOT   lo g i c   o p er atio n ,   th s ec o n d   lev el   AND  an d   O R   lo g ic  o p er atio n   to   th e m   A ,   B   i n p u t s   ar g iv e n ,   t h t h ir d   lev el   w ill b e   h av i n g   X OR / XNO R   lo g ic  o p er atio n   an d   f in all y   f o u r th   le v el  MU X’ s   lo g ic  o p er atio n ,   to   th e   MU X s   lo g ic   C   i s   g iv e n   as i n p u t a n d   o u tp u t f r o m   t h MU X s   ar SUM  a n d   C AR R Y.   T h C NT FE T   d esig n   p ar am eter s   ar p itch 6 n m ,   t u b es: 3 ,   Ko x : 1 6 ,   Ho x : 4 n m ,   L g : 1 6 n m ,   C b : 1 0 0 n m   a n d   E f o : 0 . 6 .     T h T GM   1 - b it  F A C   i s   d esi g n ed   b y   u s i n g   t h GN R FET   tech n o lo g y   w i th   t h G NR FET   tr an s is to r s .   T h d if f er en d esig n   p ar a m ete r s   f o r   GNRF E T   tech n o lo g y   ar n R ib 6 ,   N:  6 ,   T o x 0 . 6 n m ,   d o p 0 . 0 0 1 ,   L 1 6 n m   an d   T o x 2 :2 0 n m .   T h to tal  n u m b er s   o f   tr an s is t o r s   u s ed   f o r   th d esig n   ar 2 5 .   T h T GM   1 - b it  F AC   i n   GNRF E T   tech n o lo g y   i s   s h o w n   in   t h b elo w   F ig u r 3 .               Fig u r 3 .   T GM   1 - b it F A C   i n   GNRF E T   t ec h n o lo g y       3 . 2 .   P ro po s ed   T G   m o dified   M UX - ba s ed  F AC  ( T G M M )     T h b lo ck   d iag r a m   d escr ib es   th i m p le m e n tatio n   o f   th e   F AC ,   t h b lo ck   d iag r a m   i s   s h o w n   i n   t h e   b elo w   F i g u r 4 .   T h FA C   i s   i m p le m e n ted   in   d i f f er e n le v els,  i n   th f ir s le v el  NOT   lo g ic  o p er atio n ,   th s ec o n d   lev el  A ND  an d   OR   lo g ic  o p er atio n ,   th th ir d   lev el  w i l b h av i n g   XO R /XNO R   l o g ic  o p er atio n   an d   f i n all y   f o u r t h   le v el  MU X s   lo g ic  o p er atio n .   I n   th is   p r o p o s ed   d esig n   t h m o d i f ic atio n   is   m ad in     th MU d esi g n .     T h Pro p o s ed   T GM 1 - b it  F AC   is   d esig n ed   u s in g   th C N T FE T   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies.  Her e   th F AC   is   i m p le m e n ted   b y   t r an s m is s io n   g ate s .   T h cir cu i tr y   co n s is t s   o f   d if f er en le v el s ,   in   th e   f ir s le v e l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f d iffer en t fu ll a d d er c ells   u s in g   n ew te ch n o lo g ies   ( N a n d h a ia h g a r i D in esh   K u ma r )   119   NOT   lo g ic  o p er atio n ,   th s ec o n d   lev el  AND  a n d   OR   lo g ic  o p er atio n   to   th e m   A ,   B   in p u ts   ar g iv e n ,   t h th ir d   lev el  w ill  b h av i n g   XOR/ XNOR  lo g ic  o p er atio n   an d   f i n a ll y   f o u r t h   lev el  MU X s   lo g ic  o p er atio n ,   to     th MU X’ s   lo g ic  C   i s   g iv e n   a s   i n p u a n d   o u tp u f r o m   th e   M UX’ s   ar SU a n d   C AR R Y.   Desig n   p ar a m eter s   f o r   th e   P r o p o s ed   T GM C NT FET   1 - b it  FAC   ar p i tch :6 n m ,   t u b es:3 ,   Ko x :1 6 ,   Ho x :4 n m ,   L g :1 6 n m ,   C b :1 0 0 n m   an d   E f o :0 . 6 .           Fig u r 4 .   B lo ck   d iag r a m   o f   p r o p o s ed   T GM 1 - b it F AC       T h P r o p o s ed   T GM 1 - b it  FAC   is   d esi g n ed   b y   GNR FET   t ec h n o lo g y   w it h   t h GN R FET   tr an s i s to r s   an d   th e   d esi g n   p ar a m eter s   ar n R ib 6 ,   N:  6 ,   T o x 0 . 6 n m ,   d o p 0 . 0 0 1 ,   L 1 6 n m   an d   T o x 2 :2 0 n m .   T h to tal   n u m b er s   o f   tr a n s i s to r s   u s ed   f o r   th d esig n   ar 2 3 .   T h P r o p o s ed   T GM 1 - b it FA C   i n   GN R FET   tech n o lo g y   is   s h o w n   in   t h b elo w   F ig u r 5 .               Fig u r 5 .   P r o p o s ed   T GM 1 - b it FAC   i n   GNR FET   t ec h n o lo g y       3 . 3 .   M M UX - ba s ed  F AC  ( M N M )   T h MN 1 - b it  FAC   is   d esig n ed   u s i n g   th C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies,  T h MN 1 - b it   F A C   i s   s h o w n   i n   t h b elo w   F ig u r 6 .   T h o p e r atio n   o f   th MN 1 - b it  F AC   h av m aj o r ity   f u n ctio n   o r   th r es h o ld   f u n ct io n   it  g i v es o u t p u t a s   lo g ic  1   w h e n   m o r n u m b er   o f   i n p u t s   ar 1   b ased   o n   t h lo g ic  lev el  th e   m u ltip le  th r es h o ld   v o lta g es  ar o b tain ed .   T h cir cu itr y   co n s is ts   o f   d if f er e n lev el s ,   in   t h f ir s le v el  Ma j o r it y   lo g ic  o p er atio n   to   th e m   A ,   B   in p u t s   ar g iv e n ,   t h s ec o n d   le v el  N A ND  lo g ic  o p er atio n ,   th th ir d   lev el  w ill  b e   h av i n g   XO R /XNO R   lo g ic  o p er atio n   an d   f in all y   f o u r t h   le v e MU X’ s   lo g ic  o p er atio n ,   to   t h MU X s   lo g ic,   A   an d   C   is   g iv e n   as  in p u a n d   o u tp u t   f r o m   th e   MU X s   ar e   SUM   an d   C AR R Y.   Her t h to tal  n u m b er s   o f   tr an s i s to r s   u s ed   f o r   t h cir c u it   d esig n   ar e   2 6 .   T h C NT FET   d esig n   p ar a m eter s   ar p itc h 6 n m ,   t u b es:  3 ,   Ko x :   1 6 ,   Ho x : 4 n m ,   L g : 1 6 n m ,   C b 1 0 0 n m   an d   E f o : 0 . 6 .   T h MN 1 - b it  FA C   is   d esig n ed   b y   GN R FET   tech n o l o g y   w it h   th GN R FET   tr an s is to r .   T h d if f er e n d esi g n   p ar a m eter s   f o r   GNRF E T   tech n o lo g y   ar n R ib 6 ,   N:  6 ,   T o x 0 . 6 n m ,   d o p 0 . 0 0 1 ,   L 1 6 n m   a n d   T o x 2 :2 0 n m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   116     1 24   120       Fig u r 6 .   MN 1 - b it F A C   i n   C NT FET   T ec h n o lo g y       3 . 4 .   P ro po s ed   M m o difie d   M U X - ba s ed  F AC  ( M N M M )   T h b lo ck   d iag r a m   d escr ib es   th e   i m p le m e n tatio n   o f   t h P r o p o s ed   MN MM   1 - b it  F AC ,   th e   b lo ck   d iag r a m   is   s h o w n   in   t h b elo w   F i g u r e   7 .   T h o p er atio n   o f   th p r o p o s ed   F A C   h a v th e   m aj o r ity   f u n ctio n   o r   th r es h o ld   f u n ct io n   it  g i v es o u t p u t a s   lo g ic  1   w h e n   m o r n u m b e r   o f   i n p u t s   ar 1   b ased   o n   t h lo g ic  lev el  th e   m u ltip le  th r es h o ld   v o lta g es  ar o b tain ed .   T h f ir s lev el  is   m aj o r ity   lo g ic  o p er atio n ,   th s ec o n d   lev el  N A N D   lo g ic  o p er atio n th e   th ir d   lev e w ill   b h a v i n g   XO R /XN OR   lo g ic  o p er atio n   an d   f i n all y   f o u r th   le v el   MU X s   lo g ic  o p er atio n .   I n   th i s   p r o p o s ed   d esig n   t h m o d i f icatio n   i s   m ad in   t h MU d esi g n .     T h MN 1 - b it  F AC   is   d esi g n ed   u s i n g   th C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies.  T h e   P r o p o s ed   MN C NT FET   1 - b it  FAC   i s   s h o w n   i n   th e   b elo w   F i g u r 8 .   T h o p er atio n   o f   t h F A C   h a v t h f ir s t   le v el  i s   m aj o r ity   lo g ic  o p er atio n   to   wh ich   A ,   B   in p u ts   ar g i v en ,   t h s ec o n d   le v el   N A ND   lo g ic   o p er atio n ,   th th ir d   lev el  w i ll  b h a v in g   XOR/ XN OR   lo g ic  o p er atio n   a n d   f in al l y   f o u r t h   le v el  M UX’ s   lo g ic  o p er atio n ,   an d   C   i s   g iv e n   a s   i n p u a n d   o u t p u t   f r o m   t h M UXs  ar e   SUM  a n d   C AR R Y.   Her t h to tal   n u m b er s   o f   tr an s is to r s   u s ed   f o r   th cir c u it  d es ig n   ar 1 8 .   T h C NT FET   d esig n   p ar a m et er s   ar p itch 6 n m ,   t u b es:  3 ,   Ko x 1 6 ,   Ho x 4 n m ,   L g : 1 6 n m ,   C b : 1 0 0 n m   an d   E f o : 0 . 6 .             Fig u r 7 .   B lo ck   d iag r a m   o f   P r o p o s ed   MN 1 - b it F AC       T h P r o p o s ed   MN 1 - b it  F AC   i s   d esi g n ed   b y   GN R FET   tech n o lo g y   w it h   t h GN R FE T   tr an s is to r   an d   t h d esi g n   p ar a m eter s   f o r   GNR FET   tech n o lo g y   ar n R i b 6 ,   N:  6 ,   T o x 0 . 6 n m ,   d o p 0 . 0 0 1 ,   L 1 6 n m   a n d   T o x 2 :2 0 n m .           Fig u r 8 .   P r o p o s ed   MN 1 - b i t F A C   i n   C NT FET   T ec h n o lo g y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f d iffer en t fu ll a d d er c ells   u s in g   n ew te ch n o lo g ies   ( N a n d h a ia h g a r i D in esh   K u ma r )   121   4.   CO M P ARATI VE   ANA L YS I S O F   DIFF E R E N T   1 - B I T   F AC’ S   T h is   s ec tio n   d is c u s s e s   t h co m p ar at iv a n al y s i s   o f   d if f er e n 1 - b it  F AC s   li k T MU X - b ased   F A C   ( T GM ) ,   MN   MU X - b ased   F AC   ( MN M) ,   p r o p o s ed   T Mo d if ied   MU X - b ased   F AC   ( T GM M )   an d   an o t h er   p r o p o s ed   MN   Mo d if ied   MU X - b ased   F A C   ( MN MM )   ar d es ig n ed   u s i n g   d if f er en tec h n o lo g ies  li k C NT FE T   an d   GN R FET .   T h ese  d esig n s   ar s i m u lated   u s in g   S y n o p s y s   HSP I C E   to o at  1 6   n m   tech n o lo g ies  w i th   0 . 8 5 V   s u p p l y   a n d   t h p er f o r m a n ce   p ar a m eter   v al u es  o f   p r o p ag atio n   d ela y ,   d y n a m ic  a n d   s tatic  p o w er s   ar tab u la ted   in   T ab le  1 .     4 . 1 .   T G   M UX - ba s ed  F AC  ( T G M )   T h an al y s i s   o f   T GM   1 - b it  FAC   w ith   C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies  w h ic h   ar d is cu s s ed   in   s ec tio n   3   ar s i m u lated   an d   a n al y ze d .   Si m u latio n   r es u lt s   o f   T GM   GNRF E T   1 - b it  FAC   ar e   s h o w n   i n   F i g u r 9 .   T h o p e r atio n   o f   th cir cu it is   o b tain ed   as p er   th f u n ctio n ali t y   o f   t h F AC   tr u t h   tab le.           Fig u r 9 .   Si m u latio n   w av e f o r m   f o r   T GM   GNRF E T   1 - b it F AC .       4 . 2 .   P ro po s ed  t g   m o dified  M UX - ba s ed  F AC  ( T G M M )   T h an al y s i s   o f   P r o p o s ed   T G MM   1 - b it  FAC   w it h   C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies   w h ich   ar e   d is cu s s ed   i n   s ec t io n   3   ar s i m u lated   a n d   a n al y s ed .   Si m u l atio n   r es u lts   o f   P r o p o s ed   T G MM   GNR FET   1 - b it  F A C   ar s h o w n   i n   F i g u r 1 0 .   T h o p e r atio n   o f   th cir cu i is   o b tain ed   as  p er   th f u n ctio n alit y   o f   t h F A C     tr u th   tab le.           Fig u r 1 0 .   Si m u latio n   w a v e f o r m   f o r   P r o p o s ed   T GM GNRF E T   1 - b it F AC .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   116     1 24   122   4 . 3 .   M M UX - ba s ed  F AC  ( M N M )   T h an al y s is   o f   MN 1 - b it  F AC   w it h   C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies  w h ich   ar d i s cu s s ed   in   s ec tio n   3   ar s i m u lated   an d   a n al y s ed .   Si m u lat io n   r es u lts   o f   MN C NT FET   1 - b it  FAC   a r s h o w n   i n   F i g u r 1 1 .   T h o p e r atio n   o f   th cir cu i t is o b tai n ed   as p er   th f u n c tio n alit y   o f   t h F AC   tr u t h   tab le.           Fig u r 1 1 .   Si m u latio n   w a v e f o r m   f o r   MN C NT FET   1 - b it F AC .       4 . 4 .   P ro po s ed   M m o difie d   M U X - ba s ed  F AC  ( M N M M )   T h an al y s is   o f   MN MM   1 - b it   F A C   w i th   C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies  w h ic h   ar e   d is cu s s ed   in   s ec tio n   3   ar s i m u lated   a n d   an al y s ed .   Si m u latio n   r es u lt s   o f   MN C NT FET   1 - b it FAC   a r s h o w n   i n   F i g u r e   1 2 .   T h o p e r atio n   o f   th cir cu i t is o b tain ed   as p er   th f u n c tio n alit y   o f   t h F AC   tr u t h   tab le.           Fig u r e   12 .   Si m u latio n   w a v e f o r m   f o r   P r o p o s ed   MN MM   GNRF E T   1 - b it F A C .       Fro m   T ab le   1 ,   it  is   clea r   th at  th T GM GNRF E T   F AC   h a s   th 2 7 b etter   s p ee d   p er f o r m an ce   t h an   T GM C NT FE T   F AC .   D y n a m ic  P o w er   Dis s ip atio n   o f   T GM GN R FET   F A C   is   1 7 %   less   th a n   D y n a m ic   P o w er   D is s ip atio n   o f   T GM C NT FET   FA C .   Static  P o w e r   Dis s ip atio n   o f   T GM M   GNRF E T   F A C   i s   1 9 %   less   t h an   T GM C NT FET   F AC   Static P o w er   Di s s ip atio n .       T ab le   1 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   d if f er e n F AC s   i n   n e w   tech n o lo g ies   Pa r a m e t e r s     T GM     T GM M   M N M   M N M M   C N T FE T   GN R FE T   C N T FE T   GN R FE T   C N T FE T   GN R FE T   C N T FE T   GN R FE T   Pr o p a g a t i o n   D e l a y ( n s)   0 . 0 2 2 4   0 . 0 2 1 2   0 . 0 2 1 0   0 . 0 1 5 3   2 . 1 0 6 9   0 . 0 1 7 9   1 . 3 2 8 6   0 . 0 1 1 8 2   D y n a m i c   P o w e r ( n w )   3 2 . 9 3 3   2 3 . 4 3 0   1 9 . 9 6 3   1 6 . 4 3 5   6 6 . 9 2 8   5 9 . 2 3 5   2 7 . 0 9 7   2 5 . 0 2 1   S t a t i c   Po w e r ( n w )   3 3 . 6 5 7   2 5 . 0 6 1   2 0 . 9 6 7   1 6 . 9 0 9   6 1 . 3 8 1   5 8 . 1 3 8   2 6 . 5 5 8   2 3 . 4 3 2     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t   I SS N:  2089 - 4864       Desig n   a n d   a n a lysi s   o f d iffer en t fu ll a d d er c ells   u s in g   n ew te ch n o lo g ies   ( N a n d h a ia h g a r i D in esh   K u ma r )   123   MN MM   GNR FET   FA C   h as  th 9 9 b etter   s p ee d   p er f o r m an ce   t h a n   t h MN MM   C N T FE T   FA C D y n a m ic  P o w er   Dis s ip atio n   o f   MN MM   GN R FET   F A C   i s   7 less   t h an   t h MN M C N T FE T   FA C .   Stat ic   p o w er   Dis s ip atio n   o f   MN MM   GNRF E T   FA C   is   1 1 less   t h an   t h at  o f   th MN MM   C NT FET   FA C ,   Fro m   th e   o v er   all  co m p ar is o n     th MN MM   GNRF E T   b ased   FAC   is   b etter   o n e.   T h p r o p o s ed   d esig n s   T GM FAC   an d   MN MM   F A C   d esi g n s   h a v les s   D y n a m ic  an d   Static  P o w er   d is s ip atio n s   an d   Dela y s   w h e n   co m p ar ed   w it h   t h ex is tin g   d esig n s   T GM   FAC   an d   MN FAC   in   b o th   t h C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies.    Fin all y   f r o m   th tab le  it  is   cle ar   th at  T GM GNRF E T   F AC   is   b etter   th an   T GM   GNRF E T   F AC   an d   MN MM   GNR FET   F AC   is   b etter   th an   MN GNR FET   F AC .   A l s o   it  ca n   b co n cl u d ed   th at   GN R FET   tech n o lo g y   i s   b etter   w h e n   co m p ar ed   to   C N T FE T   tech n o lo g y .       5.   CO NCLU SI O N     T h is   p ap er   p r esen ts   th e   Des i g n   an d   C o m p ar ati v An al y s is   o f   d i f f er en t   F AC s   u s i n g   C N T FE T   an d   GNRF E T   T ec h n o lo g ies  an d   t h d esig n   is   s i m u lated   u s i n g   th S y n o p s y s   HSP I C E   to o at  1 6 n m   tech n o lo g y   w it h   s u p p l y   v o lta g o f   0 . 8 5 v .   T h p e r f o r m a n ce s   o f   all  th es d esig n s   ar co m p ar ed   in   ter m s   o f   P r o p ag atio n   Dela y ,   Stat ic  P o w er   Dis s ip at io n   an d   D y n a m ic  P o w er   Di s s ip atio n .   T h T GM   1 - b it  F AC   is   a n al y s ed   i n   C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies.  T h T GM   1 - b it  F AC   is   d esi g n ed   b y   u s in g   2 5   tr an s i s to r s   w h er a s   in   th T GM FA C   w h ic h   is   n e w l y   d esi g n ed   b y   u s in g   o n l y   2 3   n u m b er   o f   tr an s is to r .   T h T GM FA C   is   d esig n ed   b y   m o d i f y in g   t h MU lo g ic  c ir cu itr y .   T h M NM   1 - b it  F AC   i s   a n al y s ed   i n   t h C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g y   an d   i is   d esi g n ed   b y   u s i n g   2 6   tr a n s is to r s .   T h MN MM   1 - b it  F AC   i s   an a l y s ed   in     th C NT FET   an d   GNRF E T   tech n o lo g ies   an d   i is   d esi g n ed   b y   u s i n g   o n l y   1 8   n u m b er   o f   tr a n s i s to r s .     T h u s   P r o p o s ed   d esig n s   T GM an d   MN MM   F A C s   ar b est  in   ter m s   o f   P o w er   d is s ip ati o n s ,   d ela y   an d   t h tr an s i s to r   co u n t .       RE F E R E NC E S     [1 ]   M o jt a b a   M a lek n e jad e a l. ,   " A   L o P o w e Hig h   S p e e d   H y b rid   M u lt i - T h re sh o ld   F u ll   A d d e De s ig n   in   CNFE T   T e c h n o lo g y , "   J o u rn a l   o C o mp u t a ti o n a l   El e c tro n ics ,   v o l.   17 ,   n o .   2 ,   A p r   2 0 1 8 .     [2 ]   M .   M o h a m m a d G h a n a tg h e sta n i,   B.   G h a v a m i,   a n d   H.  S a leh p o u r ,   " A   CNFE T   f u ll   a d d e c e ll   d e sig n   f o h ig h - sp e e d   a rit h m e ti c   u n it s,"   T u rk ish   J o u rn a l   o El e c trica l   En g i n e e rin g   &   Co m p u ter   S c ien c e s v o l .   2 5 ,   p p .   2 3 9 9 - 2 5 0 9 ,   2 0 1 7 .   [3 ]   De n g ,   J   a n d   W o n g ,   H.  S .   P ,   " c ircu it - c o m p a ti b le  S P ICE  m o d e f o e n h a n c e m e n m o d e   c a rb o n   n a n o tu b e   f ield   e ffe c tran sisto rs,"   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   S imu la ti o n   o S e mic o n d u c to Pr o c e ss e a n d   De v ice s ,   p p .   1 6 6 - 1 6 9 2 0 0 6 .   [4 ]   Dr.  Ra jen d ra   P ra sa d   S o m in e n i ,   S a i,   P a d m a   S a i   L e e l a ,   a n d   S   Na g a ,   " L o w   lea k a g e   CN T F ET   f u ll   a d d e rs,"   in   IEE E   2 0 1 5   Gl o b a C o n fer e n c e   o n   Co m mu n ica t io n   T e c h n o l o g ies   ( GCCT),   p p .   1 7 4 - 1 7 9 ,   2 3 - 2 4   A p r   2 0 1 5 .   [5 ]   Dr.  Ra jen d ra   P ra sa d   S o m in e n a n d   S h a ik   M o h a m m e d   Ja w e e d ,   " De sig n   o f   L o P o w e M u lt ip li e Us in g   CNT F ET , "   2 0 1 7   IEE 7 t h   I n ter n a t io n a A d v a n c e   Co mp u ti n g   Co n fer e n c e   (IA CC - 2 0 1 7 ),   Hy d e ra b a d ,   p p .   5 5 6 - 5 5 9 ,   Ja n   0 5 - 07   2 0 1 7 .   [6 ]   M o k h tar  M OH A M M A DI   G H AN ATG HES TA NI,  Be h n a m   G H AV A M I,   Ho n e y a   S A L EHP OU R ,   " A   CNFE T   f u ll   a d d e c e ll   d e sig n   f o h ig h - sp e e d   a rit h m e ti c   u n it s ,"   T u rk ish   J o u rn a o El e c trica E n g i n e e rin g   &   Co mp u ter   S c ien c e s    v o l.   2 5 ,   p p .   2 3 9 9 - 2 4 0 9 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   M a ji d   A m in i - V a las h a n i,   M e h d Ay a t,   a n d   S a tt a M irza k u c h a k i ,   " De si g n   a n d   a n a ly sis  o f   a   n o v e lo w - p o w e a n d   e n e rg y - e ff ici e n 1 8 T   h y b rid   f u ll   a d d e r ,"   M icr o e lec tro n ics   J o u rn a l ,   v o l.   74 ,   p p .   4 9 - 59 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   S tan f o rd   Un iv e rsity ,   CNFE T   M o d e l .   [ On l in e ]   A v a il a b le:   h tt p :/ /n a n o . sta n f o rd . e d u /m o d e l. p h p ? i d = 2 6 .   2 0 1 9 .   [9 ]   Yin g - Yu   Ch e n ,   Am it   S a n g a i,   M o rt e z a   G h o li p o u r,   a n d   De m in g   Ch e n   " G ra p h e n e   Na n o - Rib b o n   F ield - Ef f e c t   T ra n sisto rs as   F u tu re   L o w - P o w e De v ice s ,"   S y mp o siu m o n   L o P o we r E lec tro n ics   a n d   De sig n ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   M a y a n k   M ish ra ,   Ro n il   S ti e v e n   S in g h ,   a n d   A le  I m ra n ,   " P e rf o rm a n c e   o p ti m iza ti o n   o f   GN RF ET   I n v e rter  a 3 2 n m   tec h n o l o g y   n o d e ,"   M a ter ia ls T o d a y Pro c e e d in g s ,   v o l.   4 ,   n o .   9 ,   p p .   1 0 6 0 7 - 1 0 6 1 1 2 0 1 7 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Na n d h a iah g a ri  Din e sh   Ku m a re c e iv e d   Ba c h e lo o f   Tec h n o lo g y   in   El e c tro n ics   &   c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   Na ll a   M a ll a   Re d d y   En g in e e rin g   Co ll e g e ,   Hy d e ra b a d ,   T e lan g a n a ,   In d ia,  i n   2 0 1 7 .   He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   M . T e c h   in   V L S S y ste m   De si g n   f ro m   V NR  V ig n a n a   J y o th i   In stit u te   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y   (V NR  V JIET ),   Hy d e r a b a d ,   T e lan g a n a ,   In d ia.   His   re se a rc h   o f   in tere st  is  in   lo w   p o w e V L S I.   His  c u rre n t   re se a rc h   d o e in   t h e   lo w   p o w e V L S f il e d   in   o r d e to   d e sig n   a n d   a n a ly se   th e   d ig it a c ircu i in   term o sta ti c   a n d   d y n a m ic  p o we r   d issip a ti o n s a n d   d e lay s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   20 89 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u ly   2 0 2 0   :   116     1 24   124     Dr .   Ra je n d r a   Pra s a d   S o m i n e n i ,   P ro f e ss o r,   De p a rtme n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n s,   V a ll u r u p a ll Na g e s wa ra   Ra o   V ig n a n a   J y o th In stit u te  o f   En g in e e rin g   & Tec h n o lo g y ,   H y d e r a b a d ,   In d ia  (V NR  V JIET ),   H y d e ra b a d .   P u b li sh e d   2 5   Re se a rc h   P a p e rs  in   In tern a ti o n a l/ Na ti o n a l   Jo u rn a ls/C o n f e re n c e s.  His  a re a s   o f   in tere s a re   L o w   P o w e VL S I,   Na n o   T e c h n o l o g y Ne T e c h n o lo g y   b a se d   V L S c ircu it ’s  d e sig n ,   Em b e d d e d   S y ste m s a n d   M icro c o n tro ll e rs.         CH ILU K UR I.RA J AK UM AR re c e iv e d   th e   B. d e g re e   f ro m   El e c tro n ics   A n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   f ro m   A NN A   Un iv e r sity -   Ch e n n a i ,   in   2 0 0 5 .   F u rt h e s h e   h a b e e n   a w a rd e d   M .   T e c h   d e g re e   f ro m   th e   El e c tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   De p a rtm e n t,   f ro m   Dr.M . G . R. Ed u c a ti o n a &   Re se a rc h   in stit u te -   Ch e n n a i,   i n   2 0 0 7 .   S h e   is  c u rre n tl y   a n   a ss istan p ro f e ss o in   V a l lu r u p a ll Na g e sw a ra   Ra o   V i g n a n a   Jy o th In stit u te  o f   En g in e e rin g   & T e c h n o lo g y ,   H y d e ra b a d ,   In d ia.  A lo n g   w it h   th a sh e   is  p u rsu in g   P h in   th e   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   De p a rtm e n t,   Ko n e ru   L a k sh m a iah   Un iv e rsit y ,   A n d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia.       He re se a rc h   in tere st  in c lu d e Esti m a ti o n   o f   d i ff e r e n p a ra m e t e rs  o f   L o w   P ro b a b il it y   o f   In terc e p Ra d a in   t h e   a re a   o f   V L S S ig n a P ro c e ss in g .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.