I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   3 J u n e   20 20 ,   pp .   23 29 ~ 233 5   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 3 . pp23 29 - 233 5             2329       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   Hi g h   f u n c t i o n a l i t y   r e v e r s i b l e   a r i t h m e t i c   l o g i c   u n i t       S h av e ta   Th ak r a l ,   D i p al i   Ban s al   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o n   E ng i ne e r i ng ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng   a n T e c hno l o gy   M a n a v R a c hna   I nt e r na t i o na l   I ns t i t u t e   o f   R e s e a r c h   a nd   S t ud i e s ,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e J un   1 1,   201 9   R e v i s e N o v   5,   2019   A c c e pt e N o v   25,   2019       E ne r g y   l o s s   i s   a   bi g   c ha l l e ng e   i d i g i t a l   l o g i c   de s i g pr i m a r i l y   due   t i m pe n di ng   e nd  o f   M o o r e s   L a w .   I n c r e a s e   i po w e r   d i s s i p a t i o no t   o nl y   a f f e c t s   po r t a b i l i t y   but   a l s o   o v e r a l l   l i f e   s pa o f   a   de v i c e .   M a ny   a ppl i c a t i o ns   c a nno t   a f f o r t hi s   l o s s .   T he r e f o r e ,   f ut u r e   c o m put i ng   w i l l   r e l y   o r e v e r s i b l e   l o g i c   f o r   i m pl e m e n t a t i o o f   p o w e r   e f f i c i e nt   a nd  c o m pa c t   c i r c ui t s .   A r i t hm e t i c   a nd  l o g i c   uni t   ( A L U )   i s   a   f unda m e n t a l   c o m po ne nt   o f   a l l   p r o c e s s o r s   a n de s i g ni ng   i t   w i t r e v e r s i b l e   l o g i c   i s   t e di o us .   T h e   v a r i o us   A L U   de s i g n s   us i ng   r e v e r s i b l e   l o g i c   g a t e s   e x i s t   i l i t e r a t u r e   bu t   o pe r a t i o ns   pe r f o r m e b y   t he m   a r e   l i m i t e d.   T he   m a i a i m   o f   t h i s   pa pe r   i s   t o   pr o po s e   a   ne w   de s i g o f   r e v e r s i b l e   A L U   a nd  e n ha nc e   num be r   o f   o pe r a t i o ns   i i t .   T hi s   p a pe r   c r i t i c a l l y   a na l y z e s   pr o po s e A L U   w i t e x i s t i ng   de s i g ns   a n de m o ns t r a t e s   i n c r e a s e   i n   f unc t i o na l i t y   w i t 56%   r e duc t i o i g a t e s ,   17 %   r e duc t i o i g a r b a g e   l i ne s ,   92%   r e d uc t i o i a nc i l l a r y   l i ne s   a n 53 %   r e duc t i o i qua n t um   c o s t .     T he   pr o po s e A L U   de s i g i s   c o de i V e r i l o g   H D L ,   s y nt he s i z e a n d   s i m u l a t e d   us i ng   E D A   ( E l e c t r o ni c   D e s i g A ut o m a t i o n)   t o o l - X i l i n I S E   de s i g s ui t   14. 2.   R C V i e w e r +   t o o l   h a s   be e us e t o   v a l i da t e   qua n t u m   c o s t   of   pr o po s e d e s i g n.   Ke y w or d s :   A r i t hm e t i c   a n d   l o gi c   u ni t   E n e rgy   l o s s     G a r b a ge     Q ua n t u m   c o s t     R e ve r s i b l e   l o gi c   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   S ha v e t a   T ha k ra l ,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t r o n i c s   a n Co m m u ni c a t i o E n g i n e e ri n g ,   F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n a n d   T e c hn o l o g y ,   M a n a v R a c hn a   I nt e rna t i o na l   I n s t i t u t e   o f   Re s e a r c a n d   S t u di e s ,     F a ri d a b a d,   H a r y a n a   12 1004 ,   I ndi a .   E m a i l :   S h a v e t a . f e t @ m r i u . e du. i n       1.   I N TR O D U C TI O N   D i gi t a l   l o gi c   de s i gn   b a s e o n   c o n v e n t i o n a l   c o m put i n g   i s   ge t t i n o b s o l e t e   due   t o   h i g h   h e a t   l o s s .     In  c o n v e n t i o n a l   c o m put i ng  b a s e o n   i rr e v e r s i b l e   l o gi c ;   i nput s   c a nn o t   b e   pr e di c t e f r o m   o ut put   due   t o   b i t   l o s s   a n t h e r e f o r e   r a n do m n e s s   i s   ge n e ra t e a n t ha t   l e a ds   t o   h e a t   l o s s   [1].   By   i n c o r po ra t i n r e v e r s i b l e   l o gi c   i n   di gi t a l   l o gi c   de s i g n,   t h i s   h e a t   l o s s   c a b e   a vo i de [2].   I n   r e v e r s i b l e   l o gi c   ga t e s ,   n u m b e r   o f   o ut put   l i n e s   a r e   m a ppe d   s a m e   a s   i nput   l i n e s   t o   a v o i b i t   l o s s   a n d   h e n c e   i nput s   c a b e   e a s i l y   r e c o ve r e f r o m   o ut put .   A L U   i s   a i m po rt a nt   b ui l di ng  b l o c of   a n y   di gi t a l   l o gi c   de s i g n   a n d   f i n d   a p pl i c a t i o n   i c o m put e r s ,   s m a rt   p h o n e s ,   a n d   di gi t a l   s i g n a l   p r o c e s s o r s   e t c .   T h e   i n i t i a l   r e s e a r c h   e ff o r t s   i n   a r e a   o f   r e v e r s i b l e   l o gi c   b a s e A L U   w a s   pr o pos e d   by   a n c i l l a r y   a n ga r b a ge   f r e e   V - s h a pe   de s i g n   [3] .   T h i s   de s i g n   w a s   pr o po s e us i n o n l y   e l e m e n t a r y   ga t e s   t pe r f o r m   b a s i c   a ri t hm e t i c   a n l o gi c a l   o pe r a t i o n s   b ut   t h e re   i s   s c o pe   o f   i m pr o v e m e n t   o f   i t s   f un c t i o n s   [3] .     A   n o v e l   5x5  M o r ri s o n   ga t e   [4]  w a s   us e i n   de s i g ni n o f   n o v e l   r e v e r s i b l e   A L U   a l o n w i t h   H N G   ga t e .     T h e   P r o po s e c i r c ui t   c a pe r f o r m   n i n e   a r i t hm e t i c   a n d   l o gi c a l   o pe ra t i o n s .   T h e   qu a n t u m   c o s t   o f   pr o pos e d   c i r c ui t   i s   35 .   T h e   p r o po s e c i r c ui t   t o o t w o   c o n s t a nt   i n p u t   l i n e s   a n p r o duc e s i ga r b a ge   o ut put   l i n e s .     T h e   f i r s t   a t t e m pt   t o   pr o po s e   h i g h   f un c t i o na l i t y   i n   A L U   de s i gn   w a s   m a de   by   G ua n   a n hi s   c o a ut h o r s .   A c c o r di n t o   a ut h o r s ,   t h e i r   p r o p o s e c i r c ui t   c a n   pe r f o r m   32  o pe r a t i o n s   [5]  b ut   t h e r e   a r e   s o m e   r e du n da nt   o pe r a t i o n s .   A   s i g ni f i c a n t   s t udy   by   S y a m a l a   a n d   T i l a [ 6]  de m o n s t r a t e t w o   a pp r o a c h e s   o f   A L U   D e s i gn .   T h e   f i r s t   a p p r o a c h   i s   c o n t r o l   s t r uc t u r e   b a s e r e v e r s i b l e   o n e - b i t   A L U   de s i gn  a n d   a n o t h e r   a pp r o a c i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   3 J u n e   2 020   :     23 29   -   2 33 5   2330   m ul t i p l e xe r   b a s e A L U   de s i gn.   T h e   f i r s t   a pp r o a c h   i s   c o m pl e a n s l o w   i n   o pe ra t i o n   due   t o   v a r i o us   c o n t r o l   l i n e s .   B o t p r o po s e c i r c ui t s   ha v e   l ow   f un c t i o na l i t y   a n d   hi g qua nt u m   c o s t .   R a ks h i t h   a n S a l i g ra m   [7]   p r o po s e i m pr o v e f a ul t   t o l e r a nt   r e v e r s i b l e   A L U   t ha t   c a n   pe r f o r m   16   a r i t hm e t i c   a n 16  l o gi c a l   o pe r a t i o n s .   It   i s   ra t h e r   f i r s t   e ffo r t   o f   i n t r o duc i n h i g h   f u n c t i o na l i t y   a l o n w i t h   f a ul t   t o l e r a n c e   pr o pe rt y   i n   A L U   de s i gn .   O pt i m i z e A L U   c i r c ui t   c a n   b e   s y n t h e s i z e v i a   4*4  c a rr y   s a v e   a dde r   [8].   A ut h o r s   c l a i m e s i g n i f i c a n t   i m p r o v e m e n t   i n   qua nt u m   c o s t   a n g a t e   c o un t   of   t h e i r   pr o po s e A L U   a s   c o m pa r e   t o   e xi s t i n de s i g n s   i l i t e r a t u r e .   H ow e v e r ,   t h e i p r o po s e c i r c ui t   i s   l i m i t e t o   o nl y   a ri t hm e t i c   a n d   l o gi c a l   o pe r a t i o n s .   I n   r e f e r e n c e   pa pe r   [ 9 t hr e e   d e s i gn s   o f   a r i t h m e t i c   a n l o gi c   u n i t   a r e   p r o po s e w i t h   s i g n i f i c a nt   i m p r o v e m e n t   i f un c t i o n a l i t y   a n d   qu a n t u m   c o s t .     A   m o dul a a pp r o a c f o r   A L U   de s i gn   b a s e o r e v e r s i b l e   m u l t i p l e xe l o gi c   i s   p r o po s e [10 ].   A ut h o r s   pr o po s e 1 - b i t   A L U   s t r uc t u r e   b ut   un a b l e   t o   o pt i m i z e   qua nt um   c o s t ,   a n c i l l a r y   i n put s   a n g a r b a ge   o ut put s .   P r o po s e A L U   p e r f o r m s   18  o pe r a t i o n s   a n h a s   59%  i nh e r e nt   f a ul t   t o l e ra n c e   c a pa b i l i t y   i n   Q CA   t e c hn o l o g y .   T h e   qua n t um   c o s t   of  pr o po s e d   c i r c ui t   i s   u n de f i n e d .   T w o   A L U   a r c hi t e c t u r e s   a r e   pr o po s e b a s e o n   F r e dki n,   U n i v e r s a l   R e ve r s i b l e ,   F e y n m a n,   T o ffo l i   a n P e r e s   F ul l   a dde r   g a t e s   [11 ] .   T h e   p r o po s e c i r c ui t   pe r f o r m s   l i m i t e o pe ra t i o n s   y e t   qua n t um   c o s t   i s   t o o   h i g h.   A u t h o r s   p r o po s e A L U   w i t h   hi g f un c t i o n a l i t y   a nd  p r o po s e d   A L U   c a b e   us e f o r   r e v e r s i b l e   p r o gr a m m a b l e   l o gi c   de v i c e   [12 ].     A n o t h e A L U   de s i gn   i s   b a s e o n   F e y n m a n,   F r e dki n,   H N G   a n P A O G   g a t e s   b ut   p r o po s e c i r c ui t   pe r f o r m s   o nl y   s i o p e r a t i o n s   a n n o t   r e c o m m e n de f o r   p ra c t i c a l   a ppl i c a t i o n s   [13 ] .   A n o t h e r   A L U   s t r uc t u r e   i s   c o n s t r uc t e us i n R U G   ga t e   a n a ut h o r s   [14 p r o v e d   t h e i a r c h i t e c t u r e   a r e a   e f f i c i e n t   a s   c o m pa r e   t o   o t h e e xi s t i n g   b ut   qu a n t u m   c o s t   a n o t h e r   o pt i m i z a t i o n   a s pe c t s   of   r e v e r s i b l e   l o gi c   s y n t h e s i s   a r e   n o t   o pt i m i z e d   i t h i s   r e s e a r c w o r k.   A   r e c e n t   s t udy   r e v e a l s   n e w   a pp r o a c h   t o   de s i g n   a   h i g pe r f o r m a n c e   f a ul t   t o l e ra n t   r e v e r s i b l e   A L U   us i n u n i v e r s a l   p a ri t y   pr e s e r v i n ga t e   (U P P G [15 a n c l a i m e 32  o pe r a t i o n s   pe r f o r m e b y   t h e i r   p r o po s e de s i gn.   T h e   qu a nt um   c o s t   o f   pr o p o s e c i r c ui t   i s   77  a n t h e r e   a r e   s o m e   r e du n da n t   o pe r a t i o n s   i m e nt i o n e l i s t .   P r o po s e d e s i gn   ha s   i m p r o v e h a r dw a r e   c o m pl e xi t y ,   ga t e   c o un t   a n qua nt u m   c o s t .   A ut h o r s   put   f o r w a r t w o   n o ve l   a pp r o a c h e s   f o r   b i t   r e v e r s i b l e   A L U   d e s i gn   us i n e l e m e n t a r y   qua n t u m   g a t e s   a nd  c l a i m   a   s i g n i f i c a n t   c o n t ri b ut i o n   i n   r e duc t i o n   o f   qua n t u m   c o s t   [16 ].   T h e i r   p r o po s e de s i gn s   h a v e   l ow e s t   qua n t u m   c os t   24  fo r   12  o pe r a t i o n s   b ut   n o   a r c hi t e c t u r e   i s   di s c us s e d.   O nl y   qua n t u m   i m pl e m e nt a t i o n   i s   r e pr e s e nt e t c l a i m   qu a n t um   c o s t .     T h e   c o m pa r a t i v e   a na l y s i s   a n i m p l e m e nt a t i o n   of   a l l   s i gni f i c a n t   r e s e a r c h   c o n t r i b ut i o n s   i n   ex i s t i n g   a r c hi t e c t u r e s   i s   r e po rt e [17 ] .   I n   r e s e a r c h   w o r [18],   a ut ho r s   pr o po s e t w o   a ppr o a c h e s   of   A L U   de s i gn .   O n e   a pp r o a c h   i s   b a s e o n   t h e i p r o po s e ga t e   a n f a u l t   t o l e ra n t   a n o t h e i s   b a s e o n   c o m b i n a t i o n   o f   e xi s t i ng  ga t e s   a n t h e i r   p r o po s e ga t e . In   s e c o n a pp r o a c h ,   c o m pl e t e   A L U   i s   n o t   s a t i s fy i n f a ul t   t o l e r a n c e   a s   T o ffo l i   ga t e   i s   n o t   ha v i ng  t h i s   p r o pe rt y .   A L U   b a s e o n   b o t h   a pp ro a c h e s   pe r f o r m   18  o pe r a t i o n s .   W G   ga t e   c a n   b e   ut i l i z e a s   f ul l   a d de a n d   s ub t r a c t o i A L U   c i r c ui t s   [ 19].   I r e s e a r c h   w o r r e po rt e i pa pe [20] ,   a ut h o r s   pr o po s e f a ul t   t o l e ra nt   A L U   fo r   12  o pe ra t i o n s   b ut   qua nt u m   c o s t   i s   t o o   h i g h.   B a ha do ri   e t   a l .   [21]   p r o po s e d     c o n t r o l   u n i t   w i t h   i n c o rpo r a t e f a ul t   t o l e ra n c e .   Co n t r o l   u ni t   pe r f o r m s   1 o pe r a t i o n s   w i t h   q ua nt um   c o s t   24.   T h e   qua nt u m   c o s t   of   c o m pl e t e   A L U   i s   n o t   di s c us s e by   a ut ho r s .   T h e   r e s e a r c w o r r e po rt e i n   [ 22]  pe r f o r m s   12  a r i t hm e t i c   a n l o gi c   o pe r a t i o n s   w i t h   31  qu a n t u m   c o s t .   A   n o ve l   r e ve r s i b l e   D S G   ga t e   a n i t s   qua nt u m   i m p l e m e nt a t i o n   i s   pr e s e nt e t o   i m pl e m e n t   hi g h   f un c t i o na l i t y   A L U   [23].   Im p r o ve f a ul t   t o l e r a n t   A L U   a r c hi t e c t u r e   w i t h   7 o pe ra t i o n s   i s   c l a i m e i n   r e s e a r c h   w o r k   [24] .   A L U   de s i gn  w i t h   Q CA   i m pl e m e n t a t i o i s   pr e s e nt e i r e s e a r c w o r [25 ].   A bov e   l i t e r a t u r e   s u r v e y   s h o w   t h a t   r e s e a r c h e r s   ha v e   do n e   s i gni f i c a nt   w o r i n   a r e a   o f   r e ve r s i b l e   l o gi c   b a s e A L U   d e s i gn .   O pt i m i z a t i o n   i s   a n   i nt r a c t a b l e   pr o b l e m   a nd   t h e r e   i s   s t i l l   l o t   o f   s c o pe   t o   i m pr o ve   f un c t i o na l i t y   a n q ua nt u m   c o s t   f o r   i m p r o v i n o v e r a l l   pe r f o r m a n c e   of   r e v e r s i b l e   l o gi c   b a s e A L U .   T h i s   pa pe pr e s e nt s   n o v e l   a r c hi t e c t u r e   o f   A L U   w i t h i g h   f u n c t i o na l i t y .   S u m m a r y   of   a l l   r e v e r s i b l e   l o gi c   ga t e s   us e i pr o po s e n o ve l   r e v e r s i b l e   A L U   a r c h i t e c t ur e   i s   p r e s e nt e i n   T a b l e   1.   M e t h o do l o g y   of   pr o pos e w o r i s   e xpl a i n e i n   s e c t i o n   2.   P r o po s e d e s i gn   i s   gi v e n   i n   s e c t i o n   3.   P e r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   i s   gi v e n   i n   s e c t i o n   fo l l ow e by   c o n c l us i o i s e c t i o n   5 .       T a b l e   1 .   R e ve r s i b l e   ga t e s   us e i p r o po s e a r c hi t e c t u r e   Re v e r s i b l e   G a t e   L o g i c   I m p l e m e n t e d   QC   N CT / N CV   E q u i v a l e n c e     F re d k i n   ( F R)       5         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       H i gh  f un c t i onal i t y   r e v e r s i bl e   ar i t hm e t i c   l og i c   un i t   ( Shav e t aT hak r al )   2331   T a b l e   1 .   R e ve r s i b l e   ga t e s   us e i p r o po s e a r c hi t e c t u r e   ( c ont i nue )   Re v e r s i b l e   G a t e   L o g i c   I m p l e m e n t e d   QC   N CT / N CV   E q u i v a l e n c e     F e y n m a n         1       F a u l t   T o l e ra n t   Re v e r s i b l e   A d d e r( F T R A )       8       W G         7       RM U X 1       4         2.   R ES EA R C H   M ET H O D   T h e   pr o po s e n ov e l   r e v e r s i b l e   A L U   i s   d e s i gn e us i n r e v e r s i b l e   l o gi c   b a s e d   ga t e s   i n c l ud i n o n e   W G   ga t e   [19 ] ,   o n e   F T R A   ga t e ,   t hr e e   R M U X ga t e s ,   o n e   F e y nm a ga t e   a n o n e   F r e dki ga t e .   P r o po s e A L U   de s i gn   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   1.   F T R A   ga t e   i s   5*5  pa ri t y   pr e s e r v i ng  f a ul t   t o l e ra nt   r e v e r s i b l e   a dde r   g a t e   w h i c h   c a n   w o r a s   f ul l   a dde r   a s   w e l l   a s   f ul l   s ub t r a c t o r     a l o n w i t h   pe r f o r m i ng  o t h e r   l o gi c a l   o pe r a t i o n s ;   p r o v i n i t   t o   b e   a   uni v e r s a l   l o gi c   g a t e .   F T R A   g a t e   i s   o pe ra t e u n de r   v a r i o us   c o m b i n a t i o n s   o f   s e l e c t i o n   l i n e s   t o   pe r f o rm   13   l o gi c a l   o pe r a t i o n s .   L o gi c a l   o pe r a t i o n s   X O R ,   X N O R ,   A = a r e   o b t a i n e o n   F o ut put   l i n e ,   A N D ,   N O R ,   O R ,   N A N D   a r e   o b t a i n e o n   F 2   l i n e   a nd  (A + B ‟),   (A + B ),   A B ‟,   A ‟B ,   A > B ,   A < B   a r e   o b t a i n e d   o n   F 3   o ut put   l i n e .   F unc ti o na li t y   of  F T R A ga te  unde r  v a r io us  c o m bi na ti o ns  of  S 0,  S 1, a nd S 2 i s   s ho wn in T a bl e  2.       T a b l e   2 .   F u n c t i on a l i t y   o F T RA   g ate   S2   S1   S0   F1   F2   F3   0   0   0   X O R   A N D   A < B   0   0   1   X O R   A N D   A + B‟   0   1   0   X N O R   NOR   A ‟+ B   0   1   1   X N O R   NOR   A > B   1   0   0   A = B   OR   A B‟   1   1   1   X O R   N A N D   A ‟B       R M U X ga t e   (1)  i s   a c t i ng  a s   m ul t i pl e xe r .   I t   s e l e c t s   F o r   F b a s e o n   s e l e c t i o n   l i n e   S a nd  p r o v i de s   i t   o n   o ut put   l i n e   T 3 .   F un c t i o na l i t y   of  R M U X ga t e   (1)  i s   s h ow n   i n   T a b l e   3.   If   S i s   0,   t h e n   F i s   pa s s e o n   T 3   o ut put   l i n e ,   o t h e r w i s e   F i s   pa s s e d.   R M U X ga t e   (2)   i s   a c t i n g   a s   m ul t i p l e xe r.   I t   s e l e c t s   T (F 1   o r   F 2 o F b a s e o n   s e l e c t i o n   l i n e   S a n p r o v i de s   i t   o n   o ut put   l i n e   T 4 .   F un c t i o na l i t y   of  RM U X ga t e   (2)  i s   s h ow n   i T a b l e   4.   W h e n   S i s   t h e n   T i s   pa s s e o n   T o ut pu t   l i n e .   It   m e a n s   i f   S = 0,   S 4= 0,   T h e n   F i s   pa s s e o n   T 4   o ut put   l i n e .   If   S 3= a nd  S 4= 0,   t h e n   F i s   pa s s e o n   T o ut put   l i n e .   W h e n   S i s   1,   t h e n   F i s   pa s s e o n   T o ut put   l i n e .   F e y n m a n   g a t e   i s   us e t o   a vo i f a n   o ut   a n i t   ge n e ra t e s   t w o   c o pi e s   of  T o n   T a nd  D e s i r e l o gi c a l   f un c t i o n   l i n e   (F u n c L ).   F r e dki n   ga t e   i s   pa s s i ng  T o r   Ci n / B i n   b a s e o n   s e l e c t i o n   l i n e   S 5.   F u n c t i o n a l i t y   of   F r e dki n   ga t e   i s   s h o w n   i n   T a b l e   5.   If   S i s   0 ,   t h e n   T i s   pa s s e O n   T o ut pu t   l i n e   o t h e r w i s e   i n i t i a l   c a rr y   o r   bo rr o w   i . e .   C i n   o r   B i i s   pa s s e o o ut put   l i n e .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   3 J u n e   2 020   :     23 29   -   2 33 5   2332   T a b l e   3 .   F u n c t i on a l i t y   o RM U X 1   g a t e   ( 1 )   S3   T3   0   F1   1   F2     T a b l e   4 .   F un c t i on a l i t y   o RM U X 1   g a t e   ( 2 )   S4   T4   0   T3   1   F3     T a b l e   5 .   F u n c t i on a l i t y   o f   fr e d k i n   g ate   S5   T6   0   T5   1   Ci n / Bi n         W G   ga t e   i s   a c t i n a s   f ul l   a dde r   o r   s ub t ra c t o r   b a s e o n   c o n t r o l   l i n e   A S .   If   i n put   v e c t o r   of   W G   ga t e   i s   c o n s i de r e a s   A , B , C , D   a n o ut pu t   v e c t o r   i s   c o n s i de r e a s   P , Q , R , S   t h e W G   ga t e   w o r ks   a s   f ul l   a dde w i t t hr e e   i n put s   A , B   a n d   Ci a r e   p r o v i de o n   A , B , C   l i n e s   a nd  D (A S i s   pu t   t o   z e r o .   I t hi s   a rra n ge m e nt ,   s u m   i s   ob t a i n e o n   R   l i n e   a n Co ut   i s   o b t a i n e o n   S   l i n e .   W hi l e   f o r   s ub t r a c t i o n   i n pu t s   A ,   B   a n B i n   a r e   pr o v i de o n   A ,   B   a n d   l i n e s   r e s pe c t i v e l y   a n D   (A S i s   put   t o   o n e .   I t h i s   a rra n ge m e n t ,   D i f fe r e n c e   i s   o b t a i n e o R   l i n e   a n B o ut   i s   o b t a i n e o n   S   l i n e .   T h e   de s i r e a r i t hm e t i c   o pe r a t i o n s   a r e   ob t a i n e o n   F u n c A   o ut put   l i n e .   F un c t i o n a l i t y   of   W G   ga t e   i s   s h ow n   i n   T a b l e   6.   If   A S = 0,   t h e n   a ri t hm e t i c   a d di t i o n   t a ke s   pl a c e   o t h e r w i s e   a r i t hm e t i c   s ub t r a c t i o n   t a ke s   pl a c e .   R M U X ga t e   (3)  i s   a c t i ng   a s   m u l t i pl e xe r .   I t   s e l e c t s   F un c L   o r   F u n c A   b a s e d   o n   c o n t r o l   l i n e   A L   a n p r o v i de s   i t   o n   o ut put   l i n e   F u n c .   F un c t i o n a l i t y   of  R M U X ga t e   (3)  i s   s h ow n   i n   T a b l e   7.   If   A L = 0,   t h e n   l o gi c a l   o pe r a t i o i s   s e l e c t e o n   F un c   o ut pu t   l i n e   o t h e r w i s e   a r i t hm e t i c   o pe r a t i o n   i s   s e l e c t e d.       T a b l e   6 .   F u n c t i on a l i t y   o W G   g ate   T1   T2   T6   AS   F u n c A   Co u t / B o u t   A   B   Ci n   0   A   p l u s   p l u s   Ci n   Co u t   A   B   Bi n   1   A   m i n u s   B   m i n u s   Bi n   Bo u t     T a b l e   7 .   F u n c t i on a l i t y   o RM U X 1   g a t e   ( 3 )   AL   F u n c   0   F u n c L   1   F u n c A         3.   P R O P O S ED   D ES I G N   T h e   pr o po s e n ov e l   r e v e r s i b l e   A L U   i s   d e s i gn e us i n r e v e r s i b l e   l o gi c   b a s e d   ga t e s   i n c l ud i n o n e   W G   ga t e ,   o n e   F T R A   ga t e ,   t hr e e   R M U X ga t e s ,   o n e   F e y n m a n   g a t e   a nd  o n e   F r e dki n   g a t e .   T h e   qu a nt um   c o s t   of   pr o po s e c i r c ui t   i s   33 .   Co m pl e t e   A L U   i s   de s i gn e u s i ng  12  i nput   l i n e s   i n c l udi ng  t hr e e   i n pu t   b i t s   A (O pe r a nd1),   B   (O pe r a nd  2) ,   Ci (C a rr y   i n pu t )/ B i n (B o rr o w   i n put ),   o n e   c o n s t a n t   i n pu t   l i n e ,   f i v e   s e l e c t i o n   l i n e s   t o   s e l e c t   l o gi c a l   o pe r a t i o n   a nd  t w c o n t r o l   l i n e s   t o   c h oo s e   b e t w e e n   l o gi c a l   a n a r i t hm e t i c   a n f ur t h e a ddi t i o n   o r   s ub t r a c t i o n.   T h e   de s i g n e c i r c ui t   us e s   12  o ut put   l i n e s   i n c l ud i n 10  ga r b a ge   o ut put   l i n e s ,   o n e   de s i r e F u n c   l i n e   a n Co ut (Ca rr y   o ut put )/ B o ut (B o r r o w   o ut put ).   T h e   p r o po s e c i r c ui t   ge n e r a t e s   10  g a r b a ge   o ut put s   a nd  u t i l i z e s   o n l y   o n e   a n c i l l a r y   i n pu t   l i n e   t o   m a i n t a i r e v e r s i b i l i t y .   T h e   m a i n   a dv a n t a ge   o   t h e   p r o po s e A L U   de s i gn   i s   i t s   h i g f un c t i o na l i t y   w i t h   l o w e s t   qua nt um   c o s t .   T h e   p r o po s e d   A L U   de s i gn   i s   s h o w n   i F i g u r e   1 .   T h e   s i m ul a t i o w a v e fo r m   f o r   p r o po s e A L U   i s   s h o w n   i F i gu r e   2 .           F i gu r e   1 .   P ro p o s e d   no v e l   re v e rs i b l e   A L U   a rc hi t e c t u re   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       H i gh  f un c t i onal i t y   r e v e r s i bl e   ar i t hm e t i c   l og i c   un i t   ( Shav e t aT hak r al )   2333   T h e   pr o po s e c i r c ui t   i s   a b l e   t o   pe r fo r m   35  o pe r a t i o n s   i n c l ud i n 13  l o gi c a l   a n 2 a r i t hm e t i c   o pe r a t i o n s   a s   s h o w n   i n   T a b l e   8.   T h e   s y m bo l   *   i n   t a b l e   i n d i c a t e s   do n ‟t   c a r e   m e a n s   e i t h e r   o r   c a n   b e   a s s i g n e t o   c o rr e s po n di n po s i t i o n   i n   w h i c h   *   i s   m a r ke d.   A L = i n d i c a t e s   de s i r e o pe r a t i o n   i s   l o gi c a l   o t h e r w i s e   i t   i s   a r i t hm e t i c .   A S = i n di c a t e s   de s i r e a r i t h m e t i c   o p e r a t i o n   i s   a d di t i o n   o t h e r w i s e   i t   i s   s ub t r a c t i o n .   T h e   l o gi c a l   o pe r a t o r   „+ ‟  i s   us e fo r   O o p e r a t i o n   a n a r i t hm e t i c   o pe r a t o r   „p l us ‟  i s   us e fo r   a ddi t i o n   a n „m i n us   i s   us e f o r   s ub t r a c t i o n .           F i gu r e   2 .   S i m u l a t i o w a v e f o rm   o f   p ro p o s e d   A L U       T a b l e   8 .   O p e r a t i on s   p e r for m e d   b y   p r op os e d   A L U   S4   S3   S2   S1   So   u n c L   (S 5 = * , A S = * ,   A L = 0 )   F u n c A 1   (S 5 = 0 ,   A S = 0 , A L = 1 )   F u n c A 2   (S 5 = 0 ,   A S = 1 ,   A L = 1 )   0   0   0   0   1   A   X O B   A   p l u s   p l u s   ( A   X O B)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A   X O R   B)   0   1   0   0   1   A   A N D   B   A   p l u s   p l u s   A B   A   m i n u s   B   m i n u s   A B   1   *   0   0   1   A + B‟   A   p l u s   p l u s   ( A + B‟)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A + B‟)   0   0   0   1   0   A   X N O B   A   p l u s   p l u s   ( A   X N O B)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A   X N O B)   0   1   0   1   0   A   N O B   A   p l u s   p l u s   ( A ‟. B‟)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A ‟. B ‟)   1   *   0   1   0   A ‟+ B   A   p l u s   p l u s   ( A ‟+ B)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A ‟+ B)   0   1   1   0   0   A   O B   A   p l u s   p l u s   ( A + B)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A + B)   1   *   1   0   0   A B‟   A   p l u s   p l u s   ( A B‟)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A B‟)   0   1   1   1   1   A   N A N D   B   A   p l u s   p l u s   ( A ‟+ B‟)   A   m i n u s   B   m i n u s   ( A ‟+ B‟)   1   *   1   1   1   A ‟B   A   p l u s   p l u s   A ‟B   A   m i n u s   B   m i n u s   A ‟B   1   *   0   1   1   A > B   F u n c A 1   (S 5 = 1 ,   A S = 0 , A L = 1 )     F u n c A 2   (S 5 = 1 ,   A S = 1 , A L = 1 )   0   0   1   0   0   A = B   1   *   0   0   0   A < B   *   *   *   *   *     A   p l u s   p l u s   Ci n   A   m i n u s   B   m i n u s   Bi n       4.   P ER F O R M A N C EV A LU A TI O N   T h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   o f   e xi s t i n g   de s i g n s   a nd  p r o po s e A L U   a r c h i t e c t u r e   i s   do n e   i n   t e rm s   o f un c t i o na l i t y ,   qua nt u m   c o s t ,   ga t e   c o un t ,   ga r b a ge   o ut put s   a nd  a n c i l l a r y   i n put s .   H i g h e s t   n u m b e r   o o p e r a t i o n s   r e po rt e i n   c i t e l i t e r a t u r e   [5 ,   7,   15]   i s   32  y e t   o pe r a t i o ns   pe r f o r m e by   pr o pos e a r c h i t e c t u r e   a r e   35 .     T h e   pr o po s e c i r c ui t   i s   de s i g n e w i t h   o n l y   s e v e n   r e v e r s i b l e   l o gi c   b a s e ga t e s   y e t   m i ni m um   c o un t   r e po r t e i c i t e l i t e r a t u r e   [18]  i s   11 .   P r o po s e A L U   a r c hi t e c t u r e   t o o onl y   o n e   c o n s t a n t   i nput   l i n e s   y e t   m i ni m um   c o un t   r e po rt e i n   l i t e ra t u r e   [18]  i s   7 .   P r o po s e c i r c ui t   p r o duc e s   10  ga r b a ge   o ut put   l i n e s   y e t   m i n i m um   c o unt   r e po rt e i n   c i t e d   l i t e r a t u r e   [5]  i s   12 .   T h e   m i ni m u m   qu a n t u m   c o s t   r e po r t e i n   c i t e d   l i t e ra t u r e   [ 5]  i s   70  y e t   qua n t um   c o s t   o f   pr o po s e n o ve l   r e v e r s i b l e   A L U   de s i gn   i s   33.   T h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   o f   v a ri o us   A L U   de s i gn s   i s   gi v e n   i n   T a b l e   9.   P e r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   i n   t e rm s   of   b a r   c h a rt   i s   gi v e n   i n   F i gu r e   3   fo r   c l e a r   unde r s t a n d i n g   a n d   c r i t i c a l   a na l y s i s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   3 J u n e   2 020   :     23 29   -   2 33 5   2334   T a b l e   9 .   P e r for m a n c e   e va l u a t i on   A L U   D e s i g n s   D e s i g n   I[5 ]   D e s i g n   II[7 ]   D e s i g n   III[1 5 ]   D e s i g n   IV [1 8 ]   P ro p o s e d   D e s i g n   N o .   o f   G a t e s   24   17   16   11   7   Q u a n t u m   Co s t   70   595   77   99   33   A ri t h m e t i c   &   L o g i c   O p e ra t i o n s   32   32   32   18   35   G a rb a g e   O u t p u t s   12   37   25   22   10   A n c i l l a r y   I n p u t s   12   33   25   7   1   F a u l t   T o l e ra n c e   No   Y e s   Y e s   No   No           F i gu r e   3 .   P e rf o rm a nc e   e v a l u a t i o o f   no v e l   re v e rs i b l e   A L U       5.   C O N C LU S I O N   T h e   pr o po s e A L U   a r c h i t e c t ur e   h a s   t w o   m a j o r   a dv a n t a ge s   ov e r   e xi s t i n de s i g n s .   F i r s t l y ,   i t   pr o duc e s   m o r e   a r i t h m e t i c   a nd  l o gi c a l   c a l c ul a t i o n s   a n p r o v e s   s i gn i f i c a n t   i m p r o v e m e n t   i n   f un c t i o n a l i t y .   S e c o n dl y ,   qua n t um   c o s t   o f   pr o pos e c i r c ui t   i s   l e a s t   a m o n a l l   a r c h i t e c t ur e s .   T h e   de s i g n e a r c h i t e c t u r e   i s   b a s e o n   di v i de   a n d   c o n que r s   a pp r o a c h .   Co m pl e t e   A L U   de s i gn  i s   s p l i t t e i n t o   t w o   s e c t i o n s .   O n e   i s   de d i c a t e l o gi c a l   b l oc a n pe r f o r m s   13  l o gi c a l   o pe r a t i o n s .   O t h e r   i s   de di c a t e a ri t hm e t i c   b l o c k   a n pe r f o r m s   22  a r i t h m e t i c   o pe r a t i o n s .   Co n t r o l   u ni t   i s   de s i g n e us i n m u l t i pl e xe w h i c h   s e l e c t s   de s i r e o pe r a t i o a s   pe r   l o gi c   n e e de d.   T h e   pr o po s e de s i gn   de m o n s t r a t e s   i n c r e a s e   i n   f u n c t i o na l i t y   w i t h   56%  r e duc t i o n   i n   g a t e s ,   17 r e duc t i o n   i ga r b a g e   l i n e s ,   9 2 r e du c t i o n   i n   a n c i l l a r y   l i n e s   a n 53 re duc t i o n   i n   q ua nt um   c o s t .   F ut u r e   s c o pe   of   t h i s   r e s e a r c i s   t o   e m b e m u l t i pl i e a n d   d i v i de a l o n g   w i t h   o t h e r   a r i t hm e t i c   o pe r a t i o n s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   R .   L a nda u e r ,   I r r e v e r s i bi l i t y   a nd  H e a t   G e n e r a t i o i t h e   C o m put i ng   P r o c e s s ,   I B M   J our na l   o f   R e s e ar c and     D e v e l opm e nt ,   v o l .   5 ,   no .   3 ,   pp .   183 - 191 ,   196 1.   [ 2]   C . H .   B e nne t t ,   L og i c a l   R e v e r s i b i l i t y   of   C o m put a t i o n,   I B M   j ou r n al   o f   R e s e ar c and  D e v e l opm e nt ,   v o l .   17 ,   no .   6,     pp.   52 5 - 532,   1 973 .   [ 3]   M . K .   T ho m s e n ,   R .   G l üc k ,   a n H . B .   A xe l s e n ,   R e v e r s i bl e   A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t   f o r   Q ua nt um   A r i t hm e t i c ,   J o ur n al   of   P hy s i c s   A :   M at he m at i c a l   a nd   T he or e t i c a l ,   v o l .   43,   no .   38 ,   pp .   1 - 10,   20 10.   [ 4]   M .   M o r r i s o n,   M .   L e w a ndo w s ki ,   R .   M e a na ,   a nd  N .   R a ng a na t ha n,   D e s i g o f   a   N o v e l   R e v e r s i bl e   A L U   us i ng     a E nh a nc e C a r r y   L oo A he a A dde r ,   i 11t I E E E   I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on  N ano t e c hno l og y ,   I E E E ,   P o r t l a nd ,   O r e g o n U S A ,   pp.   1 436 - 144 0,   20 11.   [ 5]   Z .   G ua Z ,   W .   L i ,   W .   D i ng ,   Y .   H a ng ,   a nd  L .   N i ,   A A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t   D e s i g B a s e o R e v e r s i b l e   L o g i c   G a t e s , ”  I P r oc e e di ng s   o f   20 11  I E E E   P ac i f i c   R i m   C o nf e r e nc e   on  C om m u ni c at i o ns ,   C om p ut e r s   and   Si gna l   P r oc e s s i ng ,   I E E E ,   V i c t or i a,   B C ,   C anad a   2011 ,   pp .   925 - 931 ,   201 1.   [ 6]   Y .   S y a m a l a   a nd  A . V .   N .   T i l a k ,   R e v e r s i bl e   A r i t hm e t i c   L o g i c   U ni t ,   I 3r I n t e r nat i on al   C on f e r e nc e   o E l e c t r on i c s   C om put e r   T e c hno l og y   I E E E ,   K any ak um a r i ,   I n di a ,   pp .   207 - 211 ,   201 1.   [ 7]   T . R .   R a ks hi t a nd  R .   S a l i g r a m ,   P a r i t y   P r e s e r v i ng   L og i c   B a s e F a ul t   T o l e r a n t   R e v e r s i bl e   A L U ,   i 2013  I E E E   C onf e r e nc e   on   I nf or m a t i on  &   C om m un i c at i on   T e c hn ol o gi e s ,   I E E E ,   pp .   485 - 490 ,   201 3.   [ 8]   R .   S i ng h,   S .   U pa d hy a y ,   K .   J a g a nn a t h ,   a nd   S .   H a r i p r a s a d ,   E f f i c i e nt   D e s i g o f   A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t   u s i ng   R e v e r s i bl e   L og i c   G a t e s ,   I nt e r n at i on al   J our n al   o f   A dv anc e R e s e ar c i C om p ut e r   E ng i ne e r i ng  &   T e c hnol og y   ( I J A R C E T ) ,   v o l .   3 ,   no .   4 ,   pp .   1474 - 14 77 ,   2 014 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       H i gh  f un c t i onal i t y   r e v e r s i bl e   ar i t hm e t i c   l og i c   un i t   ( Shav e t aT hak r al )   2335   [ 9]   P .   M o a l l e m ,   M .   E h s a npo ur ,   A .   B o l ha s a n i ,   a n M .   M o nt a z e r i ,   O pt i m i z e R e v e r s i bl e   A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t s ,   J our nal   o f   E l e c t r on i c s ,   v o l .   31,   no .   5 ,   pp.   3 94 - 405 ,   2014 .   [ 10]   B .   S e n ,   M .   D ut t a   M . ,   M .   G o s w a m i ,   a nd  B . S i kda r ,   M o du l a r   D e s i g o f   T e s t a b l e   R e v e r s i bl e   A L U   b y   Q C A   M ul t i pl e xe r   w i t h   I nc r e a s e   i n   P r o g r a m m a b i l i t y ,   M i c r oe l e c t r oni c s   J our na l ,   v o l .   45 ,   no .   1 1,   pp .   152 2 - 1532 ,   2014 .   [ 11]   N .   S ha r m a ,   R .   S a c hde v a ,   U .   S a r a s w a t ,   R .   Y a da v ,   a n G . K a u r ,   P o w e r   E f f i c i e nt   A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t   D e s i g us i ng   R e v e r s i b l e   L og i c ,   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   C om p ut e r   A pp l i c at i ons ,   v o l .   12 8,   no .   6 ,   p p.   36 - 41 ,   20 15.   [ 12]   R .   Z ho u,   Y .   L i ,   M .   Z ha ng ,   a nd  B .   H u,   N o v e l   D e s i g f o r   R e v e r s i b l e   A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t ,   I n t e r nat i on al   J our na l   of   T he or e t i c a l   P hy s i c s ,   v o l .   54,   no .   2 ,   pp.   6 30 - 644 ,   2014 .   [ 13]   A .   S hukl a   a n M .   S a xe na ,   E f f i c i e nt   R e v e r s i b l e   A L U   B a s e o L o g i c   G a t e   S t r uc t ur e ,   I nt e r n at i ona l   J ou r na l   o f   C om put e r   A pp l i c a t i o ns ,   v o l .   150 ,   no .   2,   pp .   32 - 36 ,   201 6.   [ 14]   T .   S a s a m a l ,   A .   S i ng A . ,   A .   M o ha A . ,   E f f i c i e nt   D e s i g o f   R e v e r s i b l e   A L U   i Q ua nt um - D o t   C e l l ul a r   A ut o m a t a ,   O pt i k ,   v o l .   127 ,   no .   1 5,   pp .   617 2 - 6182 ,   2016 .   [ 15]   N .   K .   M i s r a ,   S .   W a i r y a ,   a nd  V .   K .   S i ng h,   A ppr o a c t o   D e s i g a   H i g P e r f o r m a nc e   F a ul t - T o l e r a n t   R e v e r s i b l e   A L U ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   C i r c u i t s   and   A r c h i t e c t ur e   D e s i gn ,   v o l .   2 ,   no .   1,   pp .   83 - 103 ,   201 6.   [ 16]   A .   B o l ha s s a n i   a nd  M .   H a g hpa r a s t ,   O pt i m i z e D e s i g ns   o f   R e v e r s i bl e   A r i t hm e t i c   L o g i c   U ni t ,   T u r k i s J our nal   o f   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng   &   C om pu t e r   S c i e nc e s ,   v o l .   25 ,   no .   2 ,   pp .   11 37 - 1146 ,   2017 .   [ 17]   S .   T h a kr a l ,   D .   B a n s a l ,   a nd  S .   K .   C ha ka r v a r t i ,   I m pl e m e n t a t i o a nd  A na l y s i s   o f   R e v e r s i b l e   L o g i c   B a s e   A r i t hm e t i c   L og i c   U ni t ,   T E L K O M N I K A   ( T e l e c om m uni c a t i on  C om put i ng  E l e c t r oni c s   a nd  C on t r o l ) ,   v o l .   14,   no .   4,     pp.   12 92 - 1298 ,   201 6.   [ 18]   A .   K a m a r a j   a nd  P .   M a r i c ha m y ,   D e s i g o f   I nt e g r a t e R e v e r s i b l e   F a u l t - T o l e r a nt   A r i t hm e t i c   a nd  L o g i c   U ni t ,   M i c r o pr o c e s s or s   and   M i c r o s y s t e m s ,   v o l .   69,   p p.   16 - 23 ,   201 9.   [ 19]   H .   S i ng a n C .   G o e l ,   D e s i g o f   a   po w e r   e f f i c i e nt   R e v e r s i bl e   A dde r / S ubt r a c t o r ,   I nt e r na t i ona l   J o ur n al   o f   A dv an c e R e s e ar c h   i C om pu t e r   E n gi ne e r i n &   T e c hno l og y   ( I J A R C E T ) ,   v o l .   4,   no .   4,   p p.   13 05 - 1308 ,   201 5.   [ 20]   B .   D a s   a nd  S .   C ha nd a r a n,   T o w a r ds   t h e   D e s i g ni ng   o f   E f f i c i e nt   C o m put i ng   F e v e r s i b l e   F a ul t   T o l e r a n t   A r i t hm e t i c   C i r c ui t s   a nd  A L U ,   E u r ope an   J o ur na l   o f   S c i e n t i f i c   R e s e ar c h,   v o l .   1 50,   no .   2 ,   p p.   12 6 - 151,   2 018 .   [ 21]   G .   B a ha do r i ,   M .   H o us hm a nd  a nd  M .   Z o m o r o di - M o g ha da m ,   D e s i g o f   a   f a u l t - t o l e r a nt   r e v e r s i b l e   c o nt r o l   uni t     i m o l e c ul a r   qua n t um - do t   c e l l u l a r   a u t o m a t a ,   I n t e r na t i ona l   J ou r nal   o f   Q uant um   I n f or m a t i on v o l .   16,   no .   01,     pp.   1 - 21 ,   2018 .     [ 22]   S .   T h a k r a l   a n D .   B a n s a l ,   F a ul t   t o l e r a nt   a r i t hm e t i c   l o g i c   uni t ,   I 2nd  I n t e r nat i o nal   C on f e r e nc e   on  e m e r gi ng   c ur r e n t   t r e nd s   i n   c om p ut i ng   an e x pe r t   t e c hno l og y   ( C O M E T   - 2K 1 9 ) Sp r i nge r ,   20 19.   [ 23]   S .   T h a kr a l   a nd  D .   B a n s a l ,   A   nov e l   r e v e r s i bl e   D S G   g a t e   a nd  i t s   q ua n t um   i m pl e m e nt a t i o n,   I I nt e r na t i o nal   C onf e r e nc e   on   I nt e l l i ge nt   C om pu t i ng  and   Sm a r t   C om m un i c at i on   ( I C SC   20 19) Sp r i n ge r ,   201 9.   [ 24]   S.   T h a kr a l   a n D .   B a n s a l ,   I m pr ov e F a ul t   T o l e r a nt   A L U   A r c hi t e c t ur e ,   I nt e r n at i ona l   J ou r na l   o f   E n gi ne e r i n an A dv an c e T e c hno l o gy ( I J E A T ) ,   v o l .   8 ,   no .   6 ,   pp .   1 477 - 14 84,   2 019 .   [ 25]   S . M .   O s ko ue i   a nd  A .   G ha f f a r i ,   D e s i g ni ng   a   N e w   R e v e r s i bl e   A L U   b y   Q C A   f o r   R e duc i ng   O c c upa t i o A r e a ,     T he   J ou r na l   of   Su pe r c om pu t i ng ,   pp.   1 - 27 ,   201 9.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       S h av e t a   T h ak r a l   i s   p r e s e n t l y   w o r ki ng   a s   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   i E l e c t r o ni c s   &   c o m m uni c a t i o de pa r t m e nt ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng   a nd  t e c hno l o gy ,   M R I I R S ,   F a r i da ba d .   S h e   o bt a i ne h e r   B E   i n   E l e c t r o n i c s   a nd  c o m m uni c a t i o f r o m   L i ng a y a s   I ns t i t ut e   o f   m a na g e m e nt   a nd  T e c hno l o gy ,   F a r i da b a d;   M T E C H   f r o m   I A S E   D e e m e U ni v e r s i t y ,   R a j a s t ha n.   C ur r e nt l y   s he   i s   p ur s ui ng   P hD   f r o m   M R I I R S ,   F a r i d a ba d.   H e r   c ur r e n t   r e s e a r c a r e a   i nc l u de s   A na l o g   a nd  D i g i t a l   c i r c ui t s ,   V L S I   a nd  M i c r o pr o c e s s o r .   S he   ha s   w o r e x pe r i e nc e   o f   14  y e a r s .   S h e   ha s   publ i s he 3 r e s e a r c pa p e r s   i n   pr e s t i g i o us   i nd e xe d   j o ur na l s   a n c o nf e r e nc e s .         D i p al i   B an s al   i s   p r e s e n t l y   P r o f e s s o r   &   a s s o c i a t e   D e a A c a de m i c s ,   M R I I R S ,   F a r i da ba d .   S he   d i d   he r   B a c he l o r s   i E l e c t r o ni c s   &   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng   f r o m   B I T   S i ndr i ,   a   r e no w ne d   a nd   s o ug ht   a f t e r   l e a r ni ng   hub  a n h a s   a l s o   e a r n e a   P hD   d e g r e e   f r o m   J a m i a M i l i a I s l a m i a ,   N e w   D e l h i   w he r e   s he   w o r k e o D i g i t a l   S i g na l   p r o c e s s i ng   a nd  i t s   a ppl i c a t i o ns   i ho m e   he a l t c a r e .   S he   i s     a   pa r t   o f   c ur i o s i t y   dr i v e r e s e a r c g r o up  w o r ki ng   i t h e   f i e l o f   bi o - s i g na l   pr o c e s s i ng   t ha t   br i ng s   t o g e t he r   e x pe r i m e n t a l   a nd  t he o r e t i c a l   t e c hn i qu e s   a nd  a ppr o a c he s   i n   a c qui r i ng   a nd  a na l y z i ng  hum a phy s i o l og i c a l   pa r a m e t e r s   v i z .   E C G ,   E M G ,   E E G   s i g na l s   us i ng   pr o f e s s i o na l   t o o l s   l i ke   M A T L A B   a nd  L a bV I E W .   D r   B a ns a l   ha s   o v e r   70  publ i c a t i o ns   i pr e s t i g i o us   i n de x e j o ur n a l s   a nd   c o n f e r e nc e s ,   i s   m e n t o r   t o   08  P hD   s c ho l a r s .   S h e   i s   a l s o   R e v i e w e r   o f   m a n y   i nt e r n a t i o na l   j o ur na l s .   D r .   B a ns a l   i s   a   m e m b e r   o f   v a r i o us   a dv i s o r y   bo a r ds   a t   t h e   U ni v e r s i t y   a nd  i s   a   m o t i v a t i o na l   s p e a k e a t   v a r i o us   f o r um s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.