KR101967872B1 - Ternary multiplier - Google Patents

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KR101967872B1
KR101967872B1 KR1020180024614A KR20180024614A KR101967872B1 KR 101967872 B1 KR101967872 B1 KR 101967872B1 KR 1020180024614 A KR1020180024614 A KR 1020180024614A KR 20180024614 A KR20180024614 A KR 20180024614A KR 101967872 B1 KR101967872 B1 KR 101967872B1
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강석형
강예성
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울산과학기술원
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Abstract

The present invention provides a 1 x 1 ternary multiplier. The 1 x 1 ternary multiplier comprises: one not MIN (NMIN) gate consisting of a NAND gate using a ternary transistor; one positive ternary inverter (PTI) configured using binary and ternary transistors; one not-shift (NSHIFT) gate configured using the binary and ternary transistors; one standard ternary inverter (STI) configured using the ternary transistor; one or-and-invert (OAI21) gate configured using the ternary transistor; and one and-or-invert (AOI21) gate configured using the ternary transistor. The connection structures of the transistors of the NMIN gate, PTI, NSHIFT, STI, OAI21 gate, and AOI21 gate are different from each other.

Description

삼진 곱셈기{TERNARY MULTIPLIER}Ternary multiplier {TERNARY MULTIPLIER}

본 발명은 삼진 트랜지스터에 기반하여 설계된 삼진 곱셈기에 관한 것이다. The present invention relates to a ternary multiplier designed based on a ternary transistor.

반도체 공정의 미세화를 통해 컴퓨팅 시스템의 성능이 계속 향상되어 왔다. 하지만 폭발적인 전력 밀도 증가로 인하여 공정 미세화를 통한 성능 향상이 점점 힘들어 지고 있다. The miniaturization of semiconductor processes has continued to improve the performance of computing systems. However, the explosive increase in power density makes it increasingly difficult to improve performance through process miniaturization.

이러한 문제의 대책으로서 다치로직(multiple-valued logic)이 제안되었다. 다치로직은 3개 이상의 논리 상태를 가지고 연산하는 컴퓨팅 방법으로서, 이진 로직에 비해 면적 및 전력 소모감소에 큰 이점이 있다. 특히, 삼진 시스템은 n-비트(bit)를 가지는 이진 시스템 대비 회로 복잡도를 log3(2n) = n×63.1 % 수준으로 낮출 수 있다. 이러한 삼진 로직을 적용한 소자 단위의 연구는 활발히 진행 되어 왔지만, 집적 가능한 삼진 소자의 부재로 회로 단위의 설계 연구는 미미한 실정이다.As a countermeasure against this problem, multiple-valued logic has been proposed. Multi-value logic is a computing method that operates with three or more logic states, and has great advantages in area and power consumption reduction compared to binary logic. In particular, the ternary system can reduce the circuit complexity to a level of log3 (2n) = n × 63.1% compared to a binary system having n-bits. Although the research of the device unit applying the ternary logic has been actively conducted, the study of the design of the circuit unit is insignificant due to the absence of the integrated ternary device.

한편, 최근에는 삼진 소자 연구 중 기존 시모스(CMOS) 공정을 그대로 사용한 삼진 CMOS(Ternary CMOS, T-CMOS)가 제안되었으며, 이를 이용하여 집적 가능한 삼진 회로 설계가 가능하게 되었다.Recently, a ternary CMOS (T-CMOS) using the existing CMOS process has been proposed, and it is possible to design an integrated ternary circuit using the ternary device.

그러나 기존의 T-CMOS 에 기반한 삼진 곱셈기는 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 전류 모드 삼진 곱셈기는 그 특성상 전력 소모가 높고, 노이즈와 PVT(공정, 전압, 온도) 변이에 취약하다. 또한, 부동 게이트(floating gate)를 활용한 삼진 곱셈기 역시 노이즈와 PVT 변이에 취약하다. 그리고 T/U(ternary-to-unary) 변환기를 이용한 삼진 곱셈기는 회로 복잡도가 증가하고 전력 소모가 큰 단점이 있다. However, the ternary multiplier based on the existing T-CMOS has the following problems. Current-mode ternary multipliers are characterized by high power consumption and are vulnerable to noise and PVT (process, voltage, and temperature) variations. In addition, ternary multipliers using floating gates are also susceptible to noise and PVT variations. In addition, the ternary multiplier using a ternary-to-unary (T / U) converter has disadvantages of increased circuit complexity and high power consumption.

대한민국 등록 특허 10-1689159 (발명의 명칭: "3진수 논리회로")Republic of Korea Patent Registration 10-1689159 (Name of the invention: "Trial logic circuit")

본 발명의 일 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 삼진 트랜지스터에 기반하되 부동 게이트 및 T/U변환기를 사용하지 않는 전압 모드의 새로운 삼진 곱셈기를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a new ternary multiplier in voltage mode based on ternary transistors but without floating gates and T / U converters.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problem as described above, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 1×1 삼진 곱셈기는, 삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 1개의 NMIN(not MIN) 게이트; 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI); 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트; 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI); 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 OAI21(OR-AND-INVERT) 게이트; 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 AOI21(AND-OR-INVERT) 게이트를 포함하되, 상기 NMIN 게이트, PTI, NSHIFT, STI, OAI21게이트 및 AOI21 게이트의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이하다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, the 1 × 1 ternary multiplier according to an aspect of the present invention, one NMIN (not MIN) gate consisting of a NAND gate using a ternary transistor; One positive-ternary inverter (PTI) constructed using binary transistors and ternary transistors; One NSHIFT (NOT-SHIFT) gate constructed using binary transistors and ternary transistors; One standard ternary inverter (STI) configured using ternary transistors; One OAI21 (OR-AND-INVERT) gate constructed using ternary transistors; And one AOI21 (AND-OR-INVERT) gate configured using the ternary transistor, wherein the connection structures of the transistors of the NMIN gate, PTI, NSHIFT, STI, OAI21 gate, and AOI21 gate are different from each other.

그리고 본 발명의 다른 측면에 따른 2×2 삼진 곱셈기는, 복수의 상기 1×1 삼진 곱셈기; 복수의 1×1 삼진 곱셈기를 통해 생성된 부분 곱(partial product)들을 합산하는 5개의 삼진 반가산기(Ternary Half Adder, THA); 및 THA들의 출력들을 합산하는 2개의 삼진 전가산기(Ternary FullAdder, TFA)를 포함하되, NMIN 게이트, PTI, NSHIFT, STI, OAI21게이트 및 AOI21 게이트의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이하다.And a 2x2 ternary multiplier according to another aspect of the present invention, a plurality of said 1x1 ternary multiplier; Five ternary half adders (THAs) for summing partial products generated through a plurality of 1 × 1 ternary multipliers; And two ternary full adders (TFAs) that sum the outputs of the THAs, wherein the connection structure of the transistors of the NMIN gate, PTI, NSHIFT, STI, OAI21 gate and AOI21 gate are different from each other.

이때, 상기 THA는, 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 CARRY 게이트, 각각 삼진 트랜지스터를 사용한 NOR 게이트로 구성된 3개의 NMAX(not MAX) 게이트, 각각 삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 2개의 NMIN(not MIN) 게이트, 각각 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된2개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI), 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI), 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트, 및 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NAOI21(NOT-AND-OR-INVERT) 게이트를 포함하되, CARRY 게이트, NMAX 게이트, NMIN 게이트, STI, PTI, NSHIFT, 및 NAOI21 게이트의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이하다.In this case, the THA includes one N CARIN gate configured using a binary transistor and a ternary transistor, three NMAX (not MAX) gates each configured with a NOR gate using a ternary transistor, and two NMINs each configured with a NAND gate using a ternary transistor. (not MIN) gate, two standard ternary inverters (STI) each configured using ternary transistors, one positive-ternary inverter (PTI), binary configured using binary transistors and ternary transistors CARRY gate, NMAX gate, including one NSHIFT (NOT-SHIFT) gate configured using transistors and ternary transistors, and one NAOI21 (NOT-AND-OR-INVERT) gate configured using binary and ternary transistors. The connection structures of the transistors of the, NMIN gate, STI, PTI, NSHIFT, and NAOI21 gates are different from each other.

또한, 상기 TFA는, 2개의 THA, 2개의 인버터, 및 1개의 CARRY 게이트를 포함한다.The TFA also includes two THAs, two inverters, and one CARRY gate.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 6×6 삼진 곱셈기는, 복수의 1×1 삼진 곱셈기; 상기 복수의 1×1 삼진 곱셈기를 통해 생성된 부분 곱(partial product)들을 합산하는 5개의 삼진 반가산기(Ternary Half Adder, THA); 및 상기 THA들의 출력들을 합산하는 2개의 삼진 전가산기(Ternary FullAdder, TFA)를 각각 포함하는 복수의 2×2 삼진 곱셈기와 상기 복수의 2×2 삼진 곱셈기를 통해 생성된 부분 곱들을 합산하는 13개의 THA 및 22 개의 TFA를 포함한다.In addition, the 6 × 6 ternary multiplier according to another aspect of the present invention, a plurality of 1 × 1 ternary multiplier; Five ternary half adders (THAs) for summing partial products generated by the plurality of 1 × 1 ternary multipliers; And a plurality of 2x2 ternary multipliers each including two ternary fulladders (TFAs) for summing outputs of the THAs and 13 partial products for summing partial products generated through the plurality of 2x2 ternary multipliers. THA and 22 TFAs.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 삼진 트랜지스터를 사용하되 T/U변환기를 사용하지 않는 전압 모드의 삼진 곱셈기를 제공함으로써, 사용되는 논리 게이트의 개수 및 그에 따른 삼진 트랜지스터의 개수를 크게 줄일 수 있다. 이에 따라, 기존의 삼진 곱셈기에 비해 높은 에너지 효율 및 성능을 증가시킬 수 있으며, 전력 지연 및 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.According to any one of the aforementioned problem solving means of the present invention, by providing a voltage mode ternary multiplier using a ternary transistor but no T / U converter, the number of logic gates used and the number of ternary transistors accordingly Can be greatly reduced. Accordingly, it is possible to increase high energy efficiency and performance, and to significantly reduce power delay and power consumption, compared to conventional ternary multipliers.

도 1a는 종래의 1×1 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 일반적으로 삼진 곱셈기에 포함되는 삼진 논리 게이트들을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기에 포함된 삼진 논리 게이트들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 종래의 삼진 반가산기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 반가산기 및 삼진 전가산기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기 및 삼진 가산기의 동작 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기와 기존의 삼진 곱셈기의 트랜지스터 개수를 비교한 그래프이다.
1A is a diagram illustrating the structure of a conventional 1 × 1 ternary multiplier.
1B is a diagram illustrating a structure of a 1 × 1 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating ternary logic gates generally included in a ternary multiplier.
3 illustrates ternary logic gates included in a ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of a 2 × 2 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the structure of a conventional ternary half adder.
Figure 6 is a view showing the structure of the ternary half-adder and ternary full adder according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating the structure of a 6x6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating an operation result of a 1 × 1 ternary multiplier and a ternary adder according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph comparing the number of transistors of a ternary multiplier and a conventional ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기에 대해서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a ternary multiplier according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 종래의 1×1 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 1A illustrates a structure of a conventional 1 × 1 ternary multiplier, and FIG. 1B illustrates a structure of a 1 × 1 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.

그리고 도 2는 일반적으로 삼진 곱셈기에 사용되는 삼진 논리 게이트들을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기에 포함된 삼진 논리 게이트들을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating ternary logic gates generally used in a ternary multiplier, and FIG. 3 is a diagram illustrating ternary logic gates included in a ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1a를 참조하여 종래의 1×1 삼진 곱셈기에 대해 설명하도록 한다.First, a conventional 1 × 1 ternary multiplier will be described with reference to FIG. 1A.

도 1a의 (a)는 종래의 1×1 삼진 곱셈기의 전체 논리 회로를 도시하고, 도 1a의 (b)는 종래의 1×1 삼진 곱셈기에 포함된 T/U 변환기의 심볼을 도시하며, 도 1a의 (c)는 이러한 T/U 변환기의 논리 회로를 도시하였다. Figure 1a (a) shows the entire logic circuit of a conventional 1x1 ternary multiplier, Figure 1a (b) shows the symbols of a T / U converter included in a conventional 1x1 ternary multiplier, (C) of 1a shows the logic circuit of such a T / U converter.

도 2를 참조하면, 일반적으로 삼진 곱셈기에 사용되는 삼진 논리 게이트(ternary logic gate)는, (a)에 도시된 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter: STI), (b)에 도시된 음-삼진 인버터(negative ternary inverter: NTI), (c)에 도시된 양-삼진 인터버(positive ternary inverter: PTI), (d)에 도시된 부정-최소(not MIN) 게이트, 및 (e)에 도시된 부정-최대(not MAX) 게이트 등을 포함한다. Referring to FIG. 2, a ternary logic gate, which is generally used in a ternary multiplier, is a standard ternary inverter (STI) shown in (a), and a negative-triggered inverter shown in (b). negative ternary inverter (NTI), positive ternary inverter (PTI) shown in (c), not MIN gate shown in (d), and negative shown in (e) -Not MAX gates, etc.

참고로, 도 2에 도시된 STI, NTI, PTI, not MIN 게이트 및not MAX 게이트의 진리표는 각각 아래의 표 1과 같다. 아래의 표 1에서 I1 및 I2는 각각 입력을 의미한다.For reference, the truth tables of STI, NTI, PTI, not MIN gate and not MAX gate shown in FIG. 2 are shown in Table 1 below. In Table 1 below, I 1 and I 2 each represent an input.

<표 1>TABLE 1

Figure 112018020913042-pat00001
Figure 112018020913042-pat00001

이와 같은 도 2에 도시된 논리 게이트들을 참조하면, 도 1a의 (a)에서와 같은 종래의 1×1 삼진 곱셈기는 2개의 T/U 변환기(T/U Converter)와 6개의 MIN 게이트 및 3개의 MAX 게이트를 포함하되, 도 1a의 (c)에서와 같이 하나의 T/U 변환기는 2개의 NTI, 1개의 PTI 및 1개의 not MAX 게이트를 포함하는 것을 알 수 있다. 이때, 도 1a의 (a)에 도시된 MIN 게이트는 하나의 STI와 하나의 not MIN 게이트를 포함하며, MAX 게이트는 하나의 STI와 하나의 not MAX 게이트를 포함한다.Referring to the logic gates shown in FIG. 2, a conventional 1 × 1 ternary multiplier such as in FIG. 1A has two T / U converters, six MIN gates, and three Including the MAX gate, it can be seen that one T / U converter as shown in (c) of Figure 1a includes two NTI, one PTI and one not MAX gate. In this case, the MIN gate illustrated in FIG. 1A (a) includes one STI and one not MIN gate, and the MAX gate includes one STI and one not MAX gate.

이에 따라, 종래의 1×1 삼진 곱셈기는 2개의 T/U 변환기에 포함된 총 8개의 논리 게이트, 6개의 MIN 게이트에 포함된 12개의 논리 게이트, 및 3개의 MAX 게이트에 포함된 6개의 논리 게이트들의 총합인 26개의 논리 게이트로 구현된다.Accordingly, a conventional 1 × 1 ternary multiplier has a total of eight logic gates included in two T / U converters, twelve logic gates included in six MIN gates, and six logic gates included in three MAX gates. It is implemented with 26 logic gates that are the sum of them.

이처럼, 종래의 1×1 삼진 곱셈기는 2개의 T/U 변환기가 필요하되 논리 게이트 중 MIN 게이트 및 MAX 게이트만 사용하여 설계됨에 따라, 삼진 논리 설계의 효율성이 크게 떨어지는 단점이 있었다.As such, the conventional 1 × 1 ternary multiplier requires two T / U converters, but is designed using only the MIN gate and the MAX gate among the logic gates, so that the efficiency of the ternary logic design is greatly reduced.

반면에, 도 1b에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기(100)는 6개의 논리 게이트로 구현된다.On the other hand, the 1x1 ternary multiplier 100 according to an embodiment of the present invention as shown in Figure 1b is implemented with six logic gates.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기(100)는, 앞서 도 2에서 설명한 PTI, not MIN 게이트 및 STI와 더불어 새로운 논리 게이트들과의 조합으로 설계된다.Specifically, the 1x1 ternary multiplier 100 according to an embodiment of the present invention is designed in combination with the new logic gates, together with the PTI, not MIN gate, and STI described above with reference to FIG. 2.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기에 사용되는 새로운 삼진 논리 게이트는, (b)에 도시된 CARRY 게이트, (c)에 도시된 NAOI21(NOT-AND-OR-INVERT) 게이트, (d)에 도시된 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트, (e)에 도시된 OAI21(OR-AND-INVERT) 게이트, 및 (f)에 도시된 AOI21(AND-OR-INVERT) 게이트를 포함한다.Referring to FIG. 3, a new ternary logic gate used in a ternary multiplier according to an embodiment of the present invention is a CARRY gate shown in (b), and NAOI21 (NOT-AND-OR-INVERT) shown in (c). Gate, an NSHIFT (NOT-SHIFT) gate shown in (d), an OAI21 (OR-AND-INVERT) gate shown in (e), and an AOI21 (AND-OR-INVERT) gate shown in (f). do.

이때, 도 3의 (b) 내지 (f)에 도시된 5종의 새로운 삼진 논리 게이트들은 각각 '3진수 트랜지스터와 2진수 트랜지스터의 조합' 또는 '3진수 트랜지스터의 조합'로 구현된다. 본 발명의 일 실시예에서는 새로운 삼진 논리 게이트에 적용되는 트랜지스터가 도 3의 (a)에 도시된 3진 시모스(TERNARY CMOS, T-COMS) 및 2진 시모스(Binary CMOS, CMOS)인 것을 설명하도록 하나, 트랜지스터의 종류는 한정되지는 않으며 동일한 기능으로 동작하는 다양한 트랜지스터를 적용할 수 있다. 이때, 도 3의 (a)에 도시된 3진 시모스는 T-n/pMOS 이고, 2진 시모스는 binary n/pMOS이다.At this time, the five new ternary logic gates illustrated in FIGS. 3B to 3F are implemented as 'combination of a ternary transistor and a binary transistor' or 'combination of a ternary transistor', respectively. In an embodiment of the present invention, it will be described that the transistors applied to the new ternary logic gate are the ternary CMOS (T-COMS) and the binary CMOS (Binary CMOS, CMOS) shown in FIG. However, the type of transistor is not limited, and various transistors that operate with the same function may be applied. In this case, the ternary CMOS illustrated in FIG. 3A is T- n / p MOS, and the binary CMOS is binary n / p MOS.

도 3의 (b) 내지 (f)에는 각각의 삼진 논리 게이트의 개략적인 회로와 심볼이 도시되어 있다. 3 (b) to 3 (f) show schematic circuits and symbols of the respective ternary logic gates.

이러한 각 삼진 논리 게이트의 회로의 구조를 상세히 설명하도록 한다.The structure of each of these ternary logic gates will be described in detail.

(b)에 도시된 CARRY 게이트는 2개의 T-pMOS, 2개의 T-nMOS, 및 2개의 binary pMOS로 구현된다. 구체적으로, CARRY 게이트는 T-pMOS 인 제 1 및 제 2 트랜지스터(11, 12), binary pMOS인 제 3 및 제 4 트랜지스터(13, 14), T-nMOS 인 제 5 및 제 6 트랜지스터(15, 16)를 포함한다.The CARRY gate shown in (b) is implemented with two T- p MOSs, two T- n MOSs, and two binary p MOSs. Specifically, the CARRY gates include first and second transistors 11 and 12, which are T- p MOS, third and fourth transistors 13 and 14, which are binary p MOS, and fifth and sixth transistors, which are T- n MOS. (15, 16).

이때, 제 1, 제3 및 제 5 트랜지스터(11, 13, 15)의 게이트 단자에는 각각 데이터 A가 입력되고, 제 2, 제 4 및 제 6 트랜지스터(12, 14, 16)의 게이트 단자에는 각각 데이터 B가 입력된다. In this case, data A is input to the gate terminals of the first, third, and fifth transistors 11, 13, and 15, respectively, and the gate terminals of the second, fourth, and sixth transistors 12, 14, and 16, respectively. Data B is input.

그리고 제 1 트랜지스터(11) 내지 제 3 트랜지스터(11, 12, 13) 각각의 소스 단자가 연결되고, 제 1, 제 2 및 제 4 트랜지스터(11, 12, 14) 각각의 드레인 단자와 출력단(Y1)이 연결된다. 또한, 제 3 트랜지스터(13)의 드레인 단자와 제 4 트랜지스터(14)의 드레인 단자가 연결된다. 제 5 트랜지스터(15)의 소스 단자는 제 1, 제 2, 제4 트랜지스터(11, 12, 14) 각각의 드레인 단자 및 출력단(Y1)에 연결되며, 제 5 트랜지스터(15)의 드레인 단자는 제 6 트랜지스터(15)의 소스 단자와 연결된다. 또한, 제 6 트랜지스터(16)의 드레인 단자는 그라운드에 접지된다. The source terminals of each of the first transistors 11 to 3rd transistors 11, 12, and 13 are connected, and the drain terminal and the output terminal Y of each of the first, second, and fourth transistors 11, 12, and 14 are connected. 1 ) is connected. In addition, the drain terminal of the third transistor 13 and the drain terminal of the fourth transistor 14 are connected. The source terminal of the fifth transistor 15 is connected to the drain terminal and the output terminal Y 1 of each of the first, second, and fourth transistors 11, 12, 14, and the drain terminal of the fifth transistor 15 is It is connected to the source terminal of the sixth transistor 15. The drain terminal of the sixth transistor 16 is grounded to ground.

이러한, CARRY 게이트의 동작은 입력 전압에 따라 각 트랜지스터의 임피던스는 아래의 표 2과 같이 변화한다.In this operation of the CARRY gate, the impedance of each transistor varies according to the input voltage as shown in Table 2 below.

<표 2>TABLE 2

Figure 112018020913042-pat00002
Figure 112018020913042-pat00002

표 2에서, 임피던스의 크기는 0 < Low < High 순이며, 이때 '0'은 매우 작은 것을 의미하지만 실제로 0은 아니다. 트랜지스터가 직렬로 연결 되어 있을 때는 트랜지스터 중 임피던스가 가장 큰 것을 따라가게 되고, 병렬 연결인 경우는 반대로 가장 작은 임피던스 값을 가지게 된다.In Table 2, the magnitude of the impedance is in the order of 0 <Low <High, where '0' means very small but is not actually zero. When the transistors are connected in series, they follow the largest impedance among the transistors, while the parallel connection has the smallest impedance.

이러한 임피던스 변화에 기반하여, 출력 노드(Y1)를 기준으로 상부의 회로(PUN, pull-upnetwork)와 하부의 회로(PDN, pull-downnetwork)의 임피던스를 계산할 수 있으며, 이에 따라 아래의 표 3에서와 같이 출력 값이 결정된다.Based on the impedance change, the impedance of the upper circuit (PUN, pull-up network) and the lower circuit (PDN, pull-down network) can be calculated based on the output node (Y 1 ), and accordingly, Table 3 below. The output value is determined as in.

<표 3>TABLE 3

Figure 112018020913042-pat00003
Figure 112018020913042-pat00003

참고로, 표 3에서와 같이 (High, High)나 (0,0)는 발생할 수 없다. For reference, as shown in Table 3, (High, High) or (0, 0) cannot occur.

예를 들어, (b)에 도시된 CARRY 게이트의 회로에서 A=0, B=0일 때, 제 1 내지 제 4 트랜지스터(11 ~ 14)의 임피던스는 0이고, 제 5 및 제 6 트랜지스터(15, 16)의 임피던스는 Low이다. 즉, PUN의 임피던스가 0이고, PDN의 임피던스는 Low이기 때문에 출력 값은 '2'가 된다.For example, when A = 0 and B = 0 in the circuit of the CARRY gate shown in (b), the impedances of the first to fourth transistors 11 to 14 are zero, and the fifth and sixth transistors 15 , 16) is low. That is, since the PUN impedance is 0 and the PDN impedance is Low, the output value is '2'.

다른 예를 들어, (b)에 도시된 CARRY 게이트의 회로에서 A=1, B=2일 때, 제 1 내지 제 6 트랜지스터(11 ~16) 각각의 임피던스는 Low, Low, 0, High, Low, 0이다. 이에 따라, 제 5 및 제 6 트랜지스터(15, 16)는 직렬이기 때문에 둘 중 임피던스가 큰 Low를 따라가게 되며, PDN의 임피던스는 Low가 된다. 또한, 제 3 및 제 4 트랜지스터(13, 14) 직렬 연결의 임피던스는 High이고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(11, 12)는 제 3 및 제 4 트랜지스터(13, 14)와 병렬이므로 이 중 가장 작은 가장 작은 값인 Low가 되며, PUN의 임피던스는 Low가 된다. 따라서 PDN과 PUN의 임피던스가 Low-Low가 되어 출력 값은 '1'이 된다.For another example, when A = 1 and B = 2 in the circuit of the CARRY gate shown in (b), the impedance of each of the first to sixth transistors 11 to 16 is Low, Low, 0, High, Low , 0. As a result, since the fifth and sixth transistors 15 and 16 are in series, the impedance of the fifth and sixth transistors 15 is high, and the impedance of the PDN becomes Low. In addition, since the impedance of the third and fourth transistors 13 and 14 in series connection is High, the first and second transistors 11 and 12 are in parallel with the third and fourth transistors 13 and 14, and thus the most The smallest value is Low, and the PUN's impedance is Low. Therefore, the impedance of PDN and PUN becomes Low-Low and the output value is '1'.

아래에서 설명할 나머지 게이트 소자들도 이상에서 설명한 구동 원리에 기반하여 동작을 해석할 수 있다.The remaining gate devices to be described below can also be analyzed based on the driving principles described above.

(c)에 도시된 NAOI21 게이트는 3개의 T-nMOS, 1개의 T-pMOS, 및 2개의 binary nMOS로 구현된다. 구체적으로, NAOI21 게이트는 출력 노드(Y2)의 상단 회로(PUN)로서 T-nMOS인 제 1 및 제 2 트랜지스터(21, 22), T-pMOS인 제 3 트랜지스터(23)를 포함하고, 출력 노드(Y2)의 하단 회로(PDN)로서 T-nMOS인 제 4 트랜지스터(24), binary nMOS인 제 5 및 제 6 트랜지스터(25, 26)를 포함한다.The NAOI21 gate shown in (c) is implemented with three T- n MOSs, one T- p MOS, and two binary n MOSs. Specifically, the NAOI21 gate includes the first and second transistors 21 and 22 as T- n MOS and the third transistor 23 as T- p MOS as the upper circuit PUN of the output node Y 2 . And a fourth transistor 24, which is a T- n MOS, and fifth and sixth transistors 25 and 26, which are binary n MOS, as a lower circuit PDN of an output node Y 2 .

이때, 제 3 및 제 4 트랜지스터(23, 24)의 게이트 단자에는 각각 데이터 A가 입력되고, 제 1 및 제 5 트랜지스터(21, 25)의 게이트 단자에는 각각 데이터 B가 입력되며, 제 2 및 제 6 트랜지스터(22, 26)의 게이트 단자에는 각각 데이터 C가 입력된다.In this case, data A is input to the gate terminals of the third and fourth transistors 23 and 24, respectively, and data B is input to the gate terminals of the first and fifth transistors 21 and 25, respectively. Data C is input to the gate terminals of the six transistors 22 and 26, respectively.

그리고 제 1 및 제 2 트랜지스터(21, 22) 각각의 소스 단자가 연결되고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(21, 22) 각각의 드레인 단자와 제 3 트랜지스터(23)의 소스 단자가 연결된다. 제 3 트랜지스터(23)의 드레인 단자는 제4 및 제 5 트랜지스터(24, 25) 각각의 소스 단자와 출력단(Y2)과 연결된다. 또한, 제 5 트랜지스터(25)의 드레인 단자와 제 6 트랜지스터(26)의 소스 단자가 연결되고, 제 4 트랜지스터(24)의 드레인 단자는 제 6 트랜지스터(26)의 드레인 단자 및 그라운드와 연결된다.A source terminal of each of the first and second transistors 21 and 22 is connected, and a drain terminal of each of the first and second transistors 21 and 22 and a source terminal of the third transistor 23 are connected to each other. The drain terminal of the third transistor 23 is connected to the source terminal and the output terminal Y 2 of each of the fourth and fifth transistors 24 and 25. In addition, the drain terminal of the fifth transistor 25 and the source terminal of the sixth transistor 26 are connected, and the drain terminal of the fourth transistor 24 is connected with the drain terminal and the ground of the sixth transistor 26.

(d)에 도시된 NSHIFT 게이트는 1개의 T-pMOS, 1개의 T-nMOS, 및 1개의 binary nMOS로 구현된다. 구체적으로, NSHIFT 게이트는 출력 노드(Y3)의 상단 회로(PUN)로서 T-pMOS인 제 1 트랜지스터(31)가 포함되고, 출력 노드(Y3)의 하단 회로(PDN)로서 binary nMOS인 제 2 트랜지스터(32) 및 T-nMOS인 제 3 트랜지스터(33)를 포함한다.The NSHIFT gate shown in (d) is implemented with one T- p MOS, one T- n MOS, and one binary n MOS. Specifically, NSHIFT gate output node (Y 3) as a top circuit (PUN) of T- p containing the MOS of the first transistor (31), binary n MOS circuit as a bottom (PDN) of the output node (Y 3) A second transistor 32 and a third transistor 33 which is a T- n MOS.

이때, 제 1 및 제 3 트랜지스터(31, 33)의 게이트 단자에는 각각 1이 입력되고, 제 2 트랜지스터(32)의 게이트 단자에는 데이터 A가 입력된다. 그리고 제 1 트랜지스터(31)의 드레인 단자는 제 2 및 제 3 트랜지스터(32, 33) 각각의 소스 단자 및 출력단(Y3)과 연결된다. 또한, 제 2 및 제 3 트랜지스터(32, 33) 각각의 드레인 단자는 그라운드와 연결된다.At this time, 1 is input to the gate terminals of the first and third transistors 31 and 33, and data A is input to the gate terminal of the second transistor 32. The drain terminal of the first transistor 31 is connected to the source terminal and the output terminal Y 3 of the second and third transistors 32 and 33, respectively. In addition, the drain terminals of each of the second and third transistors 32 and 33 are connected to ground.

(e)에 도시된 OAI21 게이트는 3개의 T-pMOS와 3개의 T-nMOS로 구현되며, 출력 노드(Y4)의 상단 회로(PUN)로서 T-pMOS인 제 1 내지 제 3 트랜지스터(41, 42, 43)가 포함되고, 출력 노드(Y4)의 하단 회로(PDN)로서 T-nMOS인 제 4 내지 제 6 트랜지스터(44, 45, 46)를 포함한다.The OAI21 gate shown in (e) is implemented with three T- p MOSs and three T- n MOSs, the first to third transistors being T- p MOS as the top circuit PUN of the output node Y 4 . (41, 42, 43) are included and the fourth to sixth transistors (44, 45, 46), which are T- n MOS, as the bottom circuit (PDN) of the output node (Y 4 ).

이때, 제 1 및 제 5 트랜지스터(41, 45)의 게이트 단자에는 각각 데이터 A가 입력되고, 제 2 및 제 6 트랜지스터(42, 46)의 게이트 단자에는 각각 데이터 B가 입력되며, 제 3 및 제 4 트랜지스터(43, 44)의 게이트 단자에는 각각 데이터 C가 입력된다. In this case, data A is input to the gate terminals of the first and fifth transistors 41 and 45, respectively, and data B is input to the gate terminals of the second and sixth transistors 42 and 46, respectively. Data C is input to the gate terminals of the four transistors 43 and 44, respectively.

그리고, 제 1 트랜지스터(41) 및 제 3 트랜지스터(43) 각각의 소스 단자가 연결되고, 제 1 트랜지스터(41)의 드레인 단자와 제 2 트랜지스터(42)의 소스 단자가 연결되며, 제 2 트랜지스터(42) 및 제 3 트랜지스터(43) 각각의 드레인 단자는 제 4 트랜지스터(44)의 소스 단자 및 출력단(Y4)과 연결된다. 또한, 제 4 트랜지스터(44)의 드레인 단자는 제 5 및 제 6 트랜지스터(45, 46) 각각의 소스 단자와 연결되고, 제 5 및 제 6 트랜지스터(45, 46) 각각의 드레인 단자는 그라운드에 연결된다.A source terminal of each of the first transistor 41 and the third transistor 43 is connected, a drain terminal of the first transistor 41 and a source terminal of the second transistor 42 are connected, and a second transistor ( Each of the drain terminals 42 and the third transistor 43 is connected to the source terminal and the output terminal Y 4 of the fourth transistor 44. In addition, the drain terminal of the fourth transistor 44 is connected to the source terminal of each of the fifth and sixth transistors 45 and 46, and the drain terminal of each of the fifth and sixth transistors 45 and 46 is connected to the ground. do.

(f)에 도시된 AOI21 게이트는 3개의 T-pMOS와 3개의 T-nMOS로 구현되되, 출력 노드(Y5)의 상단 회로(PUN)로서 T-pMOS인 제 1 내지 제 3 트랜지스터(51, 52, 53)가 포함되고, 출력 노드(Y5)의 하단 회로(PDN)로서 T-nMOS인 제 4 내지 제 6 트랜지스터(54, 55, 56)를 포함한다. 다만, AOI21 게이트 소자는 앞서 (e)에서 설명한 OAI21 게이트 소자와는 트랜지스터 간의 연결 구조가 상이하다.The AOI21 gate shown in (f) is implemented with three T- p MOSs and three T- n MOSs, the first to third transistors being T- p MOS as the top circuit PUN of the output node Y 5 . (51, 52, 53) are included and the fourth to sixth transistors (54, 55, 56), which are T- n MOS, as the bottom circuit (PDN) of the output node (Y 5 ). However, the AOI21 gate device has a different connection structure between the transistor and the OAI21 gate device described in (e) above.

이때, 제 1 및 제 4 트랜지스터(51, 54)의 게이트 단자에는 각각 데이터 A가 입력되고, 제 2 및 제 5 트랜지스터(52, 55)의 게이트 단자에는 각각 데이터 B가 입력되며, 제 3 및 제 6 트랜지스터(53, 56)의 게이트 단자에는 각각 데이터 C가 입력된다. In this case, data A is input to the gate terminals of the first and fourth transistors 51 and 54, and data B is input to the gate terminals of the second and fifth transistors 52 and 55, respectively. Data C is input to the gate terminals of the six transistors 53 and 56, respectively.

그리고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(51, 52) 각각의 소스 단자가 연결되고, 제 1 및 제 2 트랜지스터(51, 52) 각각의 드레인 단자는 제 3 트랜지스터(53)의 소스 단자와 연결된다. 제 3 트랜지스터(53)의 드레인 단자는 제 4 및 제 6 트랜지스터(54, 56) 각각의 소스 단자 및 출력단(Y5)과 연결된다. 또한, 제 4 트랜지스터(54)의 드레인 단자는 제 5 트랜지스터(55)의 소스 단자와 연결되며, 제 5 및 제 6 트랜지스터(55, 56) 각각의 드레인 단자는 그라운드에 연결된다.A source terminal of each of the first and second transistors 51 and 52 is connected, and a drain terminal of each of the first and second transistors 51 and 52 is connected to a source terminal of the third transistor 53. The drain terminal of the third transistor 53 is connected to the source terminal and the output terminal Y 5 of each of the fourth and sixth transistors 54 and 56. In addition, the drain terminal of the fourth transistor 54 is connected to the source terminal of the fifth transistor 55, and the drain terminals of each of the fifth and sixth transistors 55 and 56 are connected to ground.

이상에서 설명한 도 3에 도시된 새로운 삼진 논리 게이트들과, 앞서 도 2에서 설명한 일반적인 삼진 논리 게이트들을 적용하면, 도 1b에 도시된 1×1 삼진 곱셈기(100)는, 1개의 not MIN 게이트, 1개의 PTI, 1개의 NSHIFT 게이트, 1개의 STI, 1개의 OAI21 게이트(P10) 및 1개의 AOI21 게이트(P11)를 포함하여, 총 6개의 삼진 논리 게이트만으로 구현 가능하다.When the new ternary logic gates shown in FIG. 3 described above and the general ternary logic gates described in FIG. 2 are applied, the 1 × 1 ternary multiplier 100 shown in FIG. 1B includes one not MIN gate, 1. A total of six ternary logic gates can be implemented, including one PTI, one NSHIFT gate, one STI, one OAI21 gate P10, and one AOI21 gate P11.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 도시된 1×1 삼진 곱셈기(100)는, 기존의 삼진 곱셈기와는 달리 T/U 변환기를 사용할 필요가 없을 뿐만 아니라 총 논리 게이트 개수를 줄임으로써, 삼진 곱셈기의 면적 및 전력 소비를 크게 줄일 수 있다. 또한, 앞서 도 1a를 통해 설명한 기존의 1×1 삼진 곱셈기는 논리 깊이(logic depth)가 11인데 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기(100)는 논리 깊이가 4에 불과하므로 곱셈기의 성능(예: 처리 속도) 또한 크게 향상된다.As such, the illustrated 1 × 1 ternary multiplier 100 according to an embodiment of the present invention does not need to use a T / U converter, unlike the conventional ternary multiplier, and also reduces the total number of logic gates, thereby eliminating the ternary multiplier. Area and power consumption can be greatly reduced. In addition, the conventional 1 × 1 ternary multiplier described above with reference to FIG. 1A has a logic depth of 11, whereas the 1 × 1 ternary multiplier 100 according to an embodiment of the present invention has a logic depth of only 4. This greatly improves the performance of the multiplier (eg processing speed).

한편, 도 1b 내지 도 3을 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기(100)를 이용하여, 아래 도 4에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기(200)를 설계할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기(200)를 이용하여 아래 도 7에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기를 설계할 수 있다.Meanwhile, using the 1 × 1 ternary multiplier 100 according to the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1B to 3, the 2 × 2 ternary multiplier according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 4 below ( 200) can be designed. In addition, a 6 × 6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 7 may be designed using the 2 × 2 ternary multiplier 200 according to an embodiment of the present invention.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기(200) 및 6×6 삼진 곱셈기를 설명하기에 앞서, 도 3을 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 5종의 새로운 삼진 논리 게이트들의 동작에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.Before describing the 2 × 2 ternary multiplier 200 and the 6 × 6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention, five new ternary logic gates according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. The operation will be described in more detail.

참고로, 앞서 설명한 STI, PTI, NTI는 각각 T-CMOS(T-nMOS 및 T-pMOS), binary nMOS 및 T-pMOS, T-nMOS 및 binary pMOS로 설계할 수 있다. 또한, MIN/MAX 게이트는 이진 논리의 AND/OR 게이트와 동일한 기능을 하기 때문에 binary CMOS 대신 T-CMOS를 사용하여 NAND 및 NOR 게이트로 not MIN(또는 NMIN) 및 not MAX(또는NMAX) 게이트를 설계할 수 있다. For reference, STI, PTI, and NTI described above may be designed as T-CMOS (T-nMOS and T-pMOS), binary nMOS and T-pMOS, T-nMOS, and binary pMOS, respectively. In addition, because MIN / MAX gates function like AND / OR gates in binary logic, T-CMOS is used instead of binary CMOS to design not MIN (or NMIN) and not MAX (or NMAX) gates as NAND and NOR gates. can do.

곱셈기는 일반적인 MIN/MAX 게이트를 사용하여 설계할 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 삼진 산술용 곱셈기 설계 시 성능 및 에너지 효율성을 높이기 위해서 단순화된 단일 게이트를 갖는 새로운 삼진 논리 함수를 사용한다.The multiplier may be designed using a typical MIN / MAX gate, but one embodiment of the present invention uses a new ternary logic function with a simplified single gate to increase performance and energy efficiency when designing a ternary arithmetic multiplier.

도 3의 (b)에 도시된 CARRY 게이트는, 아래 도 6에서 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 반가산기(Ternary Half Adder, THA)와 삼진 전가산기(Ternary Full Adder, TFA)에 포함되어 곱셈기의 캐리 트리트(carry trit)를 처리하며, 이러한 CARRY 게이트를 사용하여 지연 및 전력 소모를 크게 줄일 수 있다. The CARRY gate shown in FIG. 3 (b) is included in a ternary half adder (THA) and a ternary full adder (TFA) according to an embodiment of the present invention to be described below with reference to FIG. 6. It handles the carry trit of the multiplier, and this CARRY gate can be used to significantly reduce delay and power consumption.

예를 들어, CARRY 게이트에서 binary pMOS가 입력 '0' 및 '1'에 의해 스위치 온(switch on)되기 위한 임계 전압(Vth)이 -0.3V로 설계되고, T-pMOS 및 T-nMOS 가 입력 '2'와 입력 '0' 각각에 의해 스위치 온 되기 위한 임계 전압 (|Vth|)이 0.8V로 설계된 경우, 풀 업 및 풀다운 회로가 모두 오프 상태일 때 출력은 전압 분할에 의해 '1'로 이동한다.For example, the threshold voltage (V th ) for the binary p MOS to be switched on by inputs '0' and '1' at the CARRY gate is designed to be -0.3V, and T- p MOS and T- If the nMOS is designed with 0.8V of threshold voltage (| V th |) for switching on by input '2' and input '0' respectively, the output is divided by voltage division when both pull-up and pull-down circuits are off. Move to '1'.

CARRY 게이트는 아래의 수학식 1에 따라 동작한다. The CARRY gate operates according to Equation 1 below.

참고로, 이하에서 ∧는 최소(MIN) 함수, ∨는 최대(MAX) 함수, ´는 부정(not) 함수를 의미한다. 또한, Y는 출력을 의미하고, A 및 B는 각각 입력을 의미하며, C는 캐리를 의미한다.For reference, ∧ denotes a minimum (MIN) function, ∨ denotes a maximum (MAX) function, and ´ denotes a not function. In addition, Y means an output, A and B respectively represent an input, and C means a carry.

<수학식 1> <Equation 1>

Figure 112018020913042-pat00004
Figure 112018020913042-pat00004

이러한, CARRY 게이트의 진리표는 아래의 표 4와 같다.The truth table of the CARRY gate is shown in Table 4 below.

<표 4>TABLE 4

Figure 112018020913042-pat00005
Figure 112018020913042-pat00005

이때, 캐리 트리트는

Figure 112018020913042-pat00006
의 함수로서, 입력 (A, B) = (1, 2), (2, 1), (2, 2)에 의해 생성된다. At this time, the carry treatment
Figure 112018020913042-pat00006
As a function of, it is generated by inputs (A, B) = (1, 2), (2, 1), (2, 2).

다음으로, 도 3의 (c) 및 (d)에 도시된 NAOI21 게이트 및 NSHIFT 게이트는 각각 아래 도 6에서 설명할 THA의 합산 생성기(SUM generator)용으로 동작한다.Next, the NAOI21 gate and the NSHIFT gate shown in FIGS. 3C and 3D operate for a sum generator of THA, which will be described later with reference to FIG. 6.

이때, NAOI21 게이트는 아래의 수학식 2와 같이 동작하여, 입력쌍 (1, 1) 및 (2, 2)를 제외하고 합산 동작을 처리한다.In this case, the NAOI21 gate operates as shown in Equation 2 below to process the summation operation except for the input pairs (1, 1) and (2, 2).

<수학식 2><Equation 2>

Figure 112018020913042-pat00007
Figure 112018020913042-pat00007

이때,

Figure 112018020913042-pat00008
이다. At this time,
Figure 112018020913042-pat00008
to be.

이러한 NAOI21 게이트의 진리표는 아래의 표 5와 같다.The truth table of the NAOI21 gate is shown in Table 5 below.

<표 5>TABLE 5

Figure 112018020913042-pat00009
Figure 112018020913042-pat00009

예를 들어, NAOI21 게이트의 binary nMOS가 Vth = 0.3V로 설계된 경우, 입력 '1' 및 '2'에 대해 그라운드(GND)로 전류 경로를 만든다. For example, if the binary n MOS of the NAOI21 gate is designed with V th = 0.3V, it creates a current path to ground (GND) for inputs '1' and '2'.

한편, 아래 도 6에서 설명할 THA에서 입력 (1, 1)에 의한 출력 '2'는 앞서 설명한 기존의 MIN 게이트, MAX 게이트, PTI 를 사용하여 설계할 수 있으며, 입력 (2, 2)에 의한 출력 '1'은 NSHIFT 게이트의 함수가 필요하다.On the other hand, the output '2' by the input (1, 1) in the THA to be described in Figure 6 below can be designed using the existing MIN gate, MAX gate, PTI described above, by the input (2, 2) Output '1' requires a function of the NSHIFT gate.

이때, NSHIFT 게이트는 아래의 수학식 3과 같이 동작한다.At this time, the NSHIFT gate operates as in Equation 3 below.

<수학식 3><Equation 3>

Figure 112018020913042-pat00010
Figure 112018020913042-pat00010

이러한 NSHIFT 게이트의 진리표는 아래의 표 6와 같다.The truth table of the NSHIFT gate is shown in Table 6 below.

<표 6>TABLE 6

Figure 112018020913042-pat00011
Figure 112018020913042-pat00011

마지막으로, 도 3의 (e) 및 (f)에 도시된 OAI21 게이트 및 AOI21 게이트는 1×1 삼진 곱셈기(100)에 포함되며, 삼진 시모스(T-n/pMOS) 만으로 설계되었기 때문에not MIN 게이트와 not MAX 게이트를 사용하여 if 조건(if-conditions)없이 함수를 간단하게 표현할 수 있다. Finally, the OAI21 gate and AOI21 gate shown in FIGS. 3E and 3F are included in the 1 × 1 ternary multiplier 100 and are not designed because they are designed with only ternary CMOS (T- n / p MOS). You can use gates and not MAX gates to simply represent functions without if-conditions.

이때, OAI21 게이트는 아래의 수학식 4와 같이 동작하며, OAI21 게이트의 진리표는 아래의 표 7와 같다.At this time, the OAI21 gate operates as shown in Equation 4 below, and the truth table of the OAI21 gate is shown in Table 7 below.

<수학식 4><Equation 4>

Figure 112018020913042-pat00012
Figure 112018020913042-pat00012

<표 7>TABLE 7

Figure 112018020913042-pat00013
Figure 112018020913042-pat00013

또한, AOI21 게이트는 아래의 수학식 5와 같이 동작하며, AOI21 게이트의 진리표는 아래의 표 8과 같다.In addition, the AOI21 gate operates as shown in Equation 5 below, and the truth table of the AOI21 gate is shown in Table 8 below.

<수학식 5><Equation 5>

Figure 112018020913042-pat00014
Figure 112018020913042-pat00014

<표 8>TABLE 8

Figure 112018020913042-pat00015
Figure 112018020913042-pat00015

한편, 도 2 및 도 3을 통해 설명한 삼진 논리 게이트들의 본 발명의 일 실시예에 따른 n×n 삼진 곱셈기에서의 동작은 각각의 삼진 논리 게이트를 지연 및 전력 소비 측면에서 특성화하여 검증할 수 있다.Meanwhile, the operation of the n × n ternary multiplier according to an embodiment of the present invention of the ternary logic gates described with reference to FIGS. 2 and 3 may be verified by characterizing each ternary logic gate in terms of delay and power consumption.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서는, 각각의 삼진 논리 게이트들의 특성화 및 동작 검증을 위해 아래의 수학식 6과 같이 동작하는 T-CMOS 모델("Compact Design of Low Power Standard Ternary Inverter based on OFF-State CurrentMechanism using Nano-CMOS Technology", IEEE Trans. Electron Devices, 62(8) (2015))을 사용하였다.For example, in an embodiment of the present invention, a T-CMOS model ("Compact Design of Low Power Standard Ternary Inverter based on OFF") operates as shown in Equation 6 below to characterize and verify operation of each ternary logic gate. -State Current Mechanism using Nano-CMOS Technology ", IEEE Trans. Electron Devices, 62 (8) (2015)).

<수학식 6><Equation 6>

Figure 112018020913042-pat00016
Figure 112018020913042-pat00016

수학식 6에서, ICON는 접합 대역 대 대역 터널링(band-to-band tunneling, BTBT) 메커니즘에 따른 전류에 해당하고, IEXP는 서브임계 전류(subthreshold current)에 해당한다. 그리고 수학식 6의 T-CMOS 모델의 파라미터들은 α = 4.6, β = 33, IC = 100 nA이며, VDD = 1V에서 IMAX = 30㎄로 설정하였다.In Equation 6, I CON corresponds to a current according to a band-to-band tunneling (BTBT) mechanism, and I EXP corresponds to a subthreshold current. The parameters of the T-CMOS model of Equation 6 are α = 4.6, β = 33, I C = 100 n A, and I MAX = 30 ms at V DD = 1V.

그리고, 아래의 표 9에서와 같이 삼진 논리 게이트 별로 지연, 커패시턴스 및 전력 소비에 대한 시뮬레이션 결과를 획득하였다.And, as shown in Table 9 below, the simulation results for the delay, capacitance, and power consumption are obtained for each ternary logic gate.

<표 9>TABLE 9

Figure 112018020913042-pat00017
Figure 112018020913042-pat00017

그리고 타이밍 분석을 위해, 6개의 입력 전환(0→1, 1→2, 2→1, 1→0, 0→2, 2→0)의 과도 시뮬레이션(transient simulations)을 1ps의 상승시간(tr) 및 하강시간(tf)으로 수행하였다. 이때, 50 %-50 % 전파 지연 추정(propagation delay estimation)에 기초하여, 아래의 수학식 7에서와 같은 부하 커패시턴스 CL에 따른 선형 지연 모델에 의해 고유 지연(intrinsic delay) τ 0 및 선형 계수(linear coefficient) X가 추출된다. For timing analysis, transient simulations of six input transitions (0 → 1, 1 → 2, 2 → 1, 1 → 0, 0 → 2, 2 → 0) are performed with a rise time t r of 1 ps. ) And fall time (t f ). At this time, based on the 50% -50% propagation delay estimation, the intrinsic delay τ 0 and the linear coefficient () by the linear delay model according to the load capacitance C L as shown in Equation 7 below. linear coefficient X is extracted.

<수학식 7><Equation 7>

Figure 112018020913042-pat00018
Figure 112018020913042-pat00018

이때, 부하 커패시턴스 CL에 대한 입력 커패시턴스 Cin 및 출력 커패시턴스 Cout는 수학식 6의 T-CMOS 모델을 사용한 C-V 시뮬레이션으로부터 추출된다. 이는 1nm의 등가 산화물 두께(equivalent oxide thickness, EOT)로부터 계산된 게이트 커패시턴스(Cgg=0.345 fF) 및 드레인 커패시턴스(Cdd~Cgg/3)에 의해 확인할 수 있다. 최악의 지연은 '0'→ '1'과 '2'→ '1'전환에서 관찰되었다.At this time, the input capacitance C in and the output capacitance C out with respect to the load capacitance C L are extracted from the CV simulation using the T-CMOS model of Equation 6. This can be confirmed by the gate capacitance (C gg = 0.345 f F) and the drain capacitance (C dd ~ C gg / 3) calculated from the equivalent oxide thickness (EOT) of 1 nm. Worst delays were observed in the '0' → '1' and '2' → '1' transitions.

삼진 논리 게이트들의 정적 전력 소모(static power consumption, static Ps)는 n/pMOS and T- n/pMOS 의 오프 누설 전류(off-leakage current)를 고려하여 3개의 출력 상태('0', '1', '2')의 평균 값으로 추정된다. 예를 들어, STI의 정적 전류는출력 '0' 및 '2'의 경우 1 μA이고 출력 '1'의 경우 100 nA이며, NTI(또는 PTI)의 출력은 binary nMOS(또는 pMOS)로 인해 출력 '0'(또는 '2')의 경우 10 nA이다. 참고로, 아래의 도 7에서 설명할 6×6 삼진 곱셈기의 동작에 대한 동적 전력(PD)은 스위칭 동작이 0.1이고, 동작 주파수가 20MHz 인 것으로 계산된다.The static power consumption (static Ps) of the ternary logic gates has three output states ('0', ') taking into account the off-leakage currents of n / p MOS and T- n / p MOS. 1 ',' 2 '). For example, the static current of an STI is 1 μA for outputs '0' and '2', 100 nA for output '1', and the output of the NTI (or PTI) output due to binary nMOS (or pMOS) 10 nA for 0 '(or' 2 '). For reference, the dynamic power P D for the operation of the 6 × 6 ternary multiplier to be described below with reference to FIG. 7 is calculated as having a switching operation of 0.1 and an operating frequency of 20 MHz.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기 및 6×6 삼진 곱셈기에 대해서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a 2 × 2 ternary multiplier and a 6 × 6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 종래의 삼진 반가산기의 구조를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 반가산기 및 삼진 전가산기의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a 2 × 2 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention. And Figure 5 is a view showing the structure of a conventional ternary half adder, Figure 6 is a view showing the structure of a ternary half adder and a ternary full adder according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기(200)는 1×1 삼진 곱셈기(100)와, 기존의 삼진 반가산기(THA) 및 삼진 전가산기(TFA)와는 다른 새로운 THA 및 TFA와의 조합을 통해 설계할 수 있다. Referring to FIG. 4, the 2 × 2 ternary multiplier 200 according to an embodiment of the present invention is a new one different from the 1 × 1 ternary multiplier 100 and the conventional ternary half adder THA and the ternary full adder TFA. It can be designed in combination with THA and TFA.

이때, 1×1 삼진 곱셈기(100)를 통해 생성된 부분 곱(partial product)은 삼진 반가산기(즉, 새로운 THA)에 의해 더해지고, 삼진 반가산기들의 출력은 삼진 전가산기(즉, 새로운 TFA)에 의해 더해진다.In this case, the partial product generated by the 1 × 1 ternary multiplier 100 is added by a ternary half adder (ie, a new THA), and the output of the ternary half adders is struck by a ternary full adder (ie, a new TFA). Is added.

이와 관련하여, 도 5를 참조하면 기존의 THA 는 총 34 개의 논리 게이트가 필요하며, 이때 출력 S와 캐리 Cout의 논리 깊이는 각각 10과 8이다.In this regard, referring to FIG. 5, the conventional THA requires 34 logic gates, and the logic depths of the output S and the carry C out are 10 and 8, respectively.

반면에, 도 6의 (a)를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 반가산기(즉, 새로운 THA)는 T/U 변환기가 포함되어 있지 않으며, 단지 11개의 논리 게이트만으로 설계 가능하다. On the contrary, referring to FIG. 6A, the ternary half adder (ie, the new THA) according to the exemplary embodiment of the present invention does not include a T / U converter and can be designed with only 11 logic gates.

구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 THA는 1개의 CARRY 게이트, 3개의 not MAX 게이트, 2개의 not MIN 게이트, 2개의 STI, 1개의 PTI, 1개의 NSHIFT, 및 1개의 NAOI21 게이트를 포함한다.Specifically, the THA shown in FIG. 6A includes one CARRY gate, three not MAX gates, two not MIN gates, two STIs, one PTI, one NSHIFT, and one NAOI21 gate. do.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른THA에서의 S와 Cout의 논리 깊이는 각각 4와 2로서 기존의 THA에 비해 약 40% 미만이며, 이를 통해 처리 성능 및 에너지 효율이 크게 향상된다.Therefore, the logical depths of S and C out in THA according to an embodiment of the present invention are 4 and 2, respectively, less than about 40% compared to conventional THA, thereby greatly improving processing performance and energy efficiency.

또한, 도 6의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 전가산기(즉, 새로운 TFA)는 도 6의 (a)에서 설명한 THA 2개와, 2개의 인버터 및 1개의 CARRY 게이트로 설계된다.In addition, referring to Figure 6 (b), the ternary full adder (ie, the new TFA) according to an embodiment of the present invention is the two THA described in Figure 6 (a), two inverters and one CARRY gate Is designed as.

다시 도 4로 돌아가서, 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기(200)는, 도 1b 내지 도 3을 통해 설명한 1×1 삼진 곱셈기(100) 4개(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)와, 도 6의 (a)를 통해 설명한 삼진 반가산기(THA) 5개, 및 도 6의 (b)를 통해 설명한 삼진 전가산기(TFA) 2개를 포함한다.4 again, the 2x2 ternary multiplier 200 according to the embodiment of the present invention includes four 1x1 ternary multipliers 100 described with reference to FIGS. 1B to 3 (100-1 and 100-2). , 100-3, 100-4), five strikeout half adders (THA) described with reference to FIG. 6A, and two strikeout full adders (TFAs) described with reference to FIG. 6B.

또한, 도 4에서와 같은 2×2 삼진 곱셈기(200)와 도 6에서와 같은 삼진 반가산기(THA) 및 삼진 전가산기(TFA)를 사용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기를 설계할 수 있다.In addition, a 6 × 6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention using a 2 × 2 ternary multiplier 200 as shown in FIG. 4 and a ternary half adder (THA) and a ternary full adder (TFA) as shown in FIG. 6. Can be designed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기의 구조를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating the structure of a 6x6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.

도 7의 (a)에서와 같이, 2×2 삼진 곱셈기(200)를 사용하여 부분 곱(partial product)들이 생성된다. 이때, 2×2 삼진 곱셈기(200)를 사용하여 생성된 각각의 부분 곱들은, 도 7의 (b)에서와 같이 월레스 합산 구조(Wallace adding structure)에 따라 합산될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기의 합산 구조는 13개의 THA와 22개의 TFA로 구성될 수 있다.As in FIG. 7A, partial products are generated using the 2 × 2 ternary multiplier 200. In this case, each of the partial products generated using the 2 × 2 ternary multiplier 200 may be summed according to the Wallace adding structure as shown in FIG. In this case, the summation structure of the 6x6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention may be composed of 13 THA and 22 TFA.

참고로, 본 발명의 일 실시예에서는 HSPICE(Hspice Reference Manual(Synopsy사))을 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기 및 삼진 전가산기(TFA)를 설계하여, 그 기능을 검증하였다. 그리고 이와 동일한 방식으로 본 발명의 일 실시예에 따른 2×2 삼진 곱셈기 및 6×6 삼진 곱셈기의 기능 또한 검증할 수 있다.For reference, in an embodiment of the present invention, a 1 × 1 ternary multiplier and a ternary full adder (TFA) according to an embodiment of the present invention are designed using an HSPICE (Hspice Reference Manual (Synopsy Co., Ltd.)). Verified. In the same manner, the functions of the 2 × 2 ternary multiplier and the 6 × 6 ternary multiplier according to the embodiment of the present invention can also be verified.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기 및 삼진 가산기의 동작 결과를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph illustrating an operation result of a 1 × 1 ternary multiplier and a ternary adder according to an embodiment of the present invention.

이때, 모든 가능한 입력 조합을 50MHz의 동작 주파수로 넣은 뒤 출력을 확인하였으며, 그 결과는 도 8과 같다. At this time, all possible input combinations were put at an operating frequency of 50 MHz and the outputs were checked. The results are shown in FIG. 8.

도 8의 (a)에서는 1×1 삼진 곱셈기의 출력 결과를 나타냈으며, 도 8의 (b)에서는 TFA의 출력 결과를 나타냈다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 1×1 삼진 곱셈기 및 TFA가 모든 입력 조합에 대해 정상적인 출력을 생성하는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 8A, the output result of the 1 × 1 ternary multiplier is shown. In FIG. 8B, the output result of the TFA is shown. That is, it can be seen that the 1 × 1 ternary multiplier and the TFA according to an embodiment of the present invention generate a normal output for all input combinations.

한편, 도 9를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기와 기존의 삼진 곱셈기를 비교한 결과를 확인할 수 있다.Meanwhile, the result of comparing the ternary multiplier and the conventional ternary multiplier according to an embodiment of the present invention can be confirmed through FIG. 9.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기와 기존의 삼진 곱셈기의 트랜지스터 개수를 비교한 그래프이다. 9 is a graph comparing the number of transistors of a ternary multiplier and a conventional ternary multiplier according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 기존 설계에 따른 삼진 곱셈기에 대비하여 본 발명의 일 실시예에 따른 삼진 곱셈기들과 삼진 가산기들은 모두 60% 이상의 트랜지스터 개수를 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that both the ternary multipliers and the ternary adders according to an embodiment of the present invention can reduce the number of transistors by 60% or more in comparison to the ternary multiplier according to the conventional design.

한편, 기존의 6×6 삼진 곱셈기와 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기 간의 전력 소모와 성능을 비교하기 위해, 삼진 정적 타이밍 분석(Ternary Static Timing Analysis, T-STA) 방법을 사용하면, 모든 삼진 논리 게이트의 여섯 가지 입력 변이(전환)에 대해 가장 느린 딜레이와 누설 전력을 HSPICE 시뮬레이션을 통해 추출할 수 있다. 이때, 동적 전압 분석을 위해서 구동 게이트(driving gate)의 출력 커패시턴스 크기와 팬 아웃 게이트(fanout gate)의 입력 커패시턴스 크기가 고려되었다. 이를 바탕으로 두 개의 삼진 곱셈기의 총 전력 및 지연을 분석한 결과는 아래의 표 8과 같다. 여기서 사용된 전력 지연 곱(power delay product, PDP)은 다음의 수학식 8과 같이 정의된다.Meanwhile, in order to compare power consumption and performance between a conventional 6 × 6 ternary multiplier and a 6 × 6 ternary multiplier according to an embodiment of the present invention, a ternary static timing analysis (T-STA) method is used. The slowest delay and leakage power for the six input transitions (switching) of all ternary logic gates can be extracted by HSPICE simulation. In this case, the magnitude of the output capacitance of the driving gate and the magnitude of the input capacitance of the fanout gate are considered for dynamic voltage analysis. Based on this, the results of analyzing the total power and delay of the two ternary multipliers are shown in Table 8 below. The power delay product (PDP) used herein is defined as in Equation 8 below.

<표 8>TABLE 8

Figure 112018020913042-pat00019
Figure 112018020913042-pat00019

<수학식 8><Equation 8>

Figure 112018020913042-pat00020
Figure 112018020913042-pat00020

수학식 8에서, i는 모든 사용된 논리 게이트이다. 그리고 표 8에서의 PDP는 Dhande가 제안한 곱셈기(“Ternary Digital System: Concepts and Applications", SM online PublisherLLC, (2014))의 결과에 비교한(normalized) 수치이다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 6×6 삼진 곱셈기는 69.7%의 전력 소모 감소와 동시에 22.8%의 성능 향상을 얻을 수 있으며, 기존 삼진 곱셈기 대비 77%의 PDP와 70%의 전력 소모를 줄일 수 있다.In Equation 8, i is all used logic gates. The PDP in Table 8 is a numerical value normalized to the result of a multiplier proposed by Dhande (“Ternary Digital System: Concepts and Applications”, SM online Publisher LLC, (2014)). The 6x6 ternary multiplier reduces power consumption by 69.7% and at the same time achieves 22.8% performance improvement, and can reduce 77% PDP and 70% power consumption compared to the conventional ternary multiplier.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: 1×1 삼진 곱셈기 P10: OAI21 게이트
P11: AOI21 게이트 200: 2×2 삼진 곱셈기
100: 1 × 1 ternary multiplier P10: OAI21 gate
P11: AOI21 gate 200: 2 × 2 ternary multiplier

Claims (19)

삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 1개의 NMIN(not MIN) 게이트;
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI);
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트;
삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI);
삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 OAI21(OR-AND-INVERT) 게이트; 및
삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 AOI21(AND-OR-INVERT) 게이트를 포함하되,
상기 NMIN 게이트, PTI, NSHIFT, STI, OAI21게이트 및 AOI21 게이트 각각의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이한 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
One NMIN (not MIN) gate consisting of a NAND gate using ternary transistors;
One positive-ternary inverter (PTI) constructed using binary transistors and ternary transistors;
One NSHIFT (NOT-SHIFT) gate constructed using binary transistors and ternary transistors;
One standard ternary inverter (STI) configured using ternary transistors;
One OAI21 (OR-AND-INVERT) gate constructed using ternary transistors; And
Includes one AOI21 (AND-OR-INVERT) gate configured using ternary transistors,
And a connection structure of transistors of the NMIN gate, PTI, NSHIFT, STI, OAI21 gate and AOI21 gate is different from each other.
제 1 항에 있어서,
상기 NSHIFT 게이트는 아래의 수학식 1의 함수에 따라 동작하는 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
<수학식 1>
Figure 112018020913042-pat00021

(이때, A는 입력이며, Y는 출력임.)
The method of claim 1,
Wherein the NSHIFT gate operates according to the function of Equation 1 below.
<Equation 1>
Figure 112018020913042-pat00021

(A is the input and Y is the output.)
제 1 항에 있어서,
상기 OAI21 게이트는 아래의 수학식 2에 따라 동작하는 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
<수학식 2>
Figure 112018020913042-pat00022

(이때, A 및 B는 입력이고, C는 캐리이고, Y는 출력이며, ∧는 최소(MIN) 함수, ∨는 최대(MAX) 함수, ´는 부정(not) 함수임.)
The method of claim 1,
The OAI21 gate is operated according to Equation 2 below, 1 × 1 ternary multiplier.
<Equation 2>
Figure 112018020913042-pat00022

(A and B are inputs, C is a carry, Y is an output, ∧ is a minimum (MIN) function, ∨ is a MAX function, and ´ is a not function.)
제 1 항에 있어서,
상기 AOI21 게이트는 아래의 수학식 3에 따라 동작하는 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
<수학식 3>
Figure 112018020913042-pat00023

(이때, A 및 B는 입력이고, C는 캐리이고, Y는 출력이며, ∧는 최소(MIN) 함수, ∨는 최대(MAX) 함수, ´는 부정(not) 함수임.)
The method of claim 1,
Wherein the AOI21 gate operates according to Equation 3 below.
<Equation 3>
Figure 112018020913042-pat00023

(A and B are inputs, C is a carry, Y is an output, ∧ is a minimum (MIN) function, ∨ is a MAX function, and ´ is a not function.)
제 1 항 에 있어서,
상기 삼진 트랜지스터는 Ternary nMOS(T-nMOS)및 Ternary pMOS(T-pMOS) 중 적어도 하나이고,
상기 이진 트랜지스터는 binary nMOS 및 binary pMOS 중 적어도 하나인 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
The method of claim 1,
The ternary transistor is at least one of Ternary nMOS (T-nMOS) and Ternary pMOS (T-pMOS),
Wherein said binary transistor is at least one of binary nMOS and binary pMOS.
제 5 항에 있어서,
상기 NSHIFT 게이트는,
출력 노드의 상단 회로(pull-upnetwork, PUN)로서 T-pMOS인 제 1 트랜지스터를 포함하고, 출력 노드의 하단 회로(pull-down network, PDN)로서 binary nMOS인 제 2 트랜지스터 및 T-nMOS인 제 3 트랜지스터를 포함하되,
상기 제 1 및 제 3 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 1이 입력되고, 제 2 트랜지스터의 게이트 단자에는 제 1 데이터가 입력되며,
상기 1 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제 2 및 제 3 트랜지스터 각각의 소스 단자 및 출력 단자와 연결되고, 상기 제 2 및 제 3 트랜지스터 각각의 드레인 단자는 그라운드와 연결되는 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
The method of claim 5,
The NSHIFT gate is
A second transistor, T-pMOS, comprising a first transistor, T-pMOS, as a pull-up network (PUN) of the output node, and a second transistor, T-nMOS, a binary nMOS, as a pull-down network (PDN) of the output node. 3 transistors,
1 is input to the gate terminals of the first and third transistors, and first data is input to the gate terminals of the second transistor.
1 × 1, wherein a drain terminal of the first transistor is connected to a source terminal and an output terminal of each of the second and third transistors, and a drain terminal of each of the second and third transistors is connected to ground. Ternary multiplier.
제 5 항에 있어서,
상기 OAI21 게이트는,
출력 노드의 상단 회로(pull-upnetwork, PUN)로서 T-pMOS인 제 1 내지 제 3 트랜지스터를 포함하고, 출력 노드의 하단 회로(pull-downnetwork, PDN)로서 T-nMOS인 제 4 내지 제 6 트랜지스터를 포함하되,
상기 제 1 및 제 5 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 1 데이터가 입력되고, 제 2 및 제 6 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 2 데이터가 입력되며, 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 3 데이터가 입력되며,
상기 제 1 및 제 3 트랜지스터 각각의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 제 2 트랜지스터의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 2 및 제 3 트랜지스터 각각의 드레인 단자는 상기 제 4 트랜지스터의 소스 단자 및 출력 단자와 연결되고, 상기 제 4 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제 5 및 제 6 트랜지스터 각각의 소스 단자와 연결되고, 상기 제 5 및 제 6 트랜지스터 각각의 드레인 단자는 그라운드에 연결되는 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
The method of claim 5,
The OAI21 gate,
Fourth to sixth transistors, including first to third transistors, which are T-pMOS as the pull-up network (PUN) of the output node, and fourth to sixth transistors as T-nMOS, as the pull-downnetwork (PDN) of the output node. Including,
First data is respectively input to the gate terminals of the first and fifth transistors, second data is respectively input to the gate terminals of the second and sixth transistors, and second data is respectively input to the gate terminals of the third and fourth transistors. 3 data is entered,
A source terminal of each of the first and third transistors is connected, a drain terminal of the first transistor and a source terminal of the second transistor are connected, and a drain terminal of each of the second and third transistors is connected to the fourth transistor. Is connected to a source terminal and an output terminal of the drain terminal of the fourth transistor and the source terminal of each of the fifth and sixth transistors, and the drain terminal of each of the fifth and sixth transistors is connected to ground. Phosphorus, 1 × 1 Ternary multiplier.
제 5 항에 있어서,
상기 AOI21 게이트는,
출력 노드의 상단 회로(pull-upnetwork, PUN)로서 T-pMOS인 제 1 내지 제 3 트랜지스터를 포함하고, 출력 노드의 하단 회로(pull-down network, PDN)로서 T-nMOS인 제 4 내지 제 6 트랜지스터를 포함하되,
상기 제 1 및 제 4 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 1 데이터가 입력되고, 제 2 및 제 5 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 2 데이터가 입력되고, 상기 제 3 및 제 6 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 3 데이터가 입력되며,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터 각각의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터 각각의 드레인 단자는 상기 제 3 트랜지스터의 소스 단자와 연결되고, 상기 제 3 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제 4 및 제 6 트랜지스터 각각의 소스 단자 및 출력 단자와 연결되고, 상기 제 4 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제 5 트랜지스터의 소스 단자와 연결되며, 상기 제 5 및 제 6 트랜지스터 각각의 드레인 단자는 그라운드에 연결되는 것인, 1×1 삼진 곱셈기.
The method of claim 5,
The AOI21 gate is,
Fourth to sixth transistors comprising first to third transistors, T-pMOS, as a pull-up network (PUN) of the output node, and fourth to sixth transistors as T-nMOS, as a pull-down network (PDN) of the output node. Including transistors,
First data is respectively input to the gate terminals of the first and fourth transistors, second data is respectively input to the gate terminals of the second and fifth transistors, and first data is respectively input to the gate terminals of the third and sixth transistors. 3 data is entered,
A source terminal of each of the first and second transistors is connected, a drain terminal of each of the first and second transistors is connected to a source terminal of the third transistor, and a drain terminal of the third transistor is connected to the fourth and second transistors. A source terminal and an output terminal of each of the sixth transistors, a drain terminal of the fourth transistor is connected to a source terminal of the fifth transistor, and a drain terminal of each of the fifth and sixth transistors is connected to ground Phosphorus, 1 × 1 Ternary multiplier.
삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 1개의 NMIN(not MIN) 게이트, 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI), 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트, 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI), 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 OAI21(OR-AND-INVERT) 게이트, 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 AOI21(AND-OR-INVERT) 게이트를 각각 포함하는 복수의 1×1 삼진 곱셈기;
상기 복수의 1×1 삼진 곱셈기를 통해 생성된 부분 곱(partial product)들을 합산하는 5개의 삼진 반가산기(Ternary Half Adder, THA); 및
상기 THA들의 출력들을 합산하는 2개의 삼진 전가산기(Ternary FullAdder, TFA)를 포함하되,
상기 NMIN 게이트, PTI, NSHIFT, STI, OAI21게이트 및 AOI21 게이트 각각의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이한 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
1 NM (not MIN) gate configured with NAND gate with ternary transistor, 1 positive ternary inverter (PTI) configured with binary transistor and ternary transistor, 1 configured with binary transistor and ternary transistor Two NSHIFT (NOT-SHIFT) gates, one standard ternary inverter (STI) configured using ternary transistors, one OAI21 (OR-AND-INVERT) gate configured using ternary transistors, and a ternary transistor. A plurality of 1x1 ternary multipliers each comprising one AOI21 (AND-OR-INVERT) gate configured using;
Five ternary half adders (THAs) for summing partial products generated by the plurality of 1 × 1 ternary multipliers; And
Including two ternary full adders (TFAs) for summing the outputs of the THAs,
And a connection structure of transistors of the NMIN gate, PTI, NSHIFT, STI, OAI21 gate, and AOI21 gate is different from each other.
제 9 항에 있어서,
상기 THA는,
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 CARRY 게이트,
각각 삼진 트랜지스터를 사용한 NOR 게이트로 구성된 3개의 NMAX(not MAX) 게이트,
각각 삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 2개의 NMIN(not MIN) 게이트,
각각 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된2개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI),
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI),
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트, 및
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NAOI21(NOT-AND-OR-INVERT) 게이트를 포함하되,
상기 CARRY 게이트, NMAX 게이트, NMIN 게이트, STI, PTI, NSHIFT, 및 NAOI21 게이트의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이한 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
The method of claim 9,
THA,
1 CARRY gate constructed using binary transistors and ternary transistors,
Three NMAX (not MAX) gates, each consisting of a NOR gate with ternary transistors,
Two NMIN (not MIN) gates, each consisting of a NAND gate with ternary transistors,
Two standard ternary inverters (STI), each configured using ternary transistors,
1 positive-ternary inverter (PTI) configured using binary and ternary transistors,
One NSHIFT (NOT-SHIFT) gate constructed using binary and ternary transistors, and
Includes one NAOI21 (NOT-AND-OR-INVERT) gate configured using binary and ternary transistors,
Wherein the connection structure of the transistors of the CARRY gate, NMAX gate, NMIN gate, STI, PTI, NSHIFT, and NAOI21 gates are different from each other.
제 10 항에 있어서,
상기 CARRY 게이트는 아래의 수학식 4에 따라 동작하는 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
<수학식 4>
Figure 112018020913042-pat00024

(이때, A 및 B는 입력이고, C는 캐리이고, Y는 출력이며, ∧는 최소(MIN) 함수, ∨는 최대(MAX) 함수, ´는 부정(not) 함수임.)
The method of claim 10,
The CARRY gate is to operate according to Equation 4 below, 2 × 2 ternary multiplier.
<Equation 4>
Figure 112018020913042-pat00024

(A and B are inputs, C is a carry, Y is an output, ∧ is a minimum (MIN) function, ∨ is a MAX function, and ´ is a not function.)
제 10 항에 있어서,
상기 NAOI21 게이트는 아래의 수학식 5에 따라 동작하는 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
<수학식 5>
Figure 112018020913042-pat00025

(이때, A 및 B는 입력이고, C는 캐리이고, Y는 출력이고, ∧는 최소(MIN) 함수이고, ´는 부정(not) 함수이며,
Figure 112018020913042-pat00026
이고, ∨는 최대(MAX) 함수임.)
The method of claim 10,
The NAOI21 gate is operated according to Equation 5 below, 2 × 2 ternary multiplier.
<Equation 5>
Figure 112018020913042-pat00025

Where A and B are input, C is carry, Y is output, ∧ is the MIN function, ´ is the not function,
Figure 112018020913042-pat00026
∨ is the MAX function.)
제 10 항에 있어서,
상기 TFA는,
2개의 상기 THA, 2개의 인버터 및 1개의 CARRY 게이트를 포함하는 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
The method of claim 10,
The TFA is,
2 x 2 ternary multiplier comprising two said THA, two inverters and one CARRY gate.
제 10 항에 있어서,
상기 삼진 트랜지스터는 Ternary nMOS(T-nMOS) 및 Ternary pMOS(T-pMOS) 중 적어도 하나이고,
상기 이진 트랜지스터는 binary nMOS 및 binary pMOS 중 적어도 하나인 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
The method of claim 10,
The ternary transistor is at least one of Ternary nMOS (T-nMOS) and Ternary pMOS (T-pMOS),
Wherein said binary transistor is at least one of binary nMOS and binary pMOS.
제 14 항에 있어서,
상기 CARRY 게이트는,
출력 노드의 상부 회로(PUN, pull-upnetwork)로서 T-pMOS 인 제 1 및 제 2 트랜지스터와 binary pMOS인 제 3 및 제 4 트랜지스터를 포함하고, 출력 노드의 하부 회로(PDN, pull-downnetwork)로서 T-nMOS 인 제 5 및 제 6 트랜지스터를 포함하되,
상기 제 1, 제3 및 제 5 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 1 데이터가 입력되고, 상기 제 2, 제 4 및 제 6 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 2 데이터가 입력되며,
상기 제 1 내지 제 3 트랜지스터 각각의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 4 트랜지스터 각각의 드레인 단자와 출력 단자가 연결되고, 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터 각각의 드레인 단자가 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제 1, 제 2, 제4 트랜지스터 각각의 드레인 단자 및 출력 단자에 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제 6 트랜지스터의 소스 단자와 연결되며, 상기 제 6 트랜지스터의 드레인 단자는 그라운드에 연결된 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
The method of claim 14,
The CARRY gate,
A pull-up network (PUN) of the output node includes first and second transistors, T-pMOS, and third and fourth transistors, binary pMOS, and a pull-down network (PDN) of the output node. Including fifth and sixth transistors that are T-nMOS,
First data is input to the gate terminals of the first, third, and fifth transistors, respectively, and second data is input to the gate terminals of the second, fourth, and sixth transistors,
A source terminal of each of the first to third transistors is connected, a drain terminal and an output terminal of each of the first, second and fourth transistors are connected, and a drain terminal of each of the third and fourth transistors is connected. The source terminal of the fifth transistor is connected to the drain terminal and the output terminal of each of the first, second, and fourth transistors, the drain terminal of the fifth transistor is connected to the source terminal of the sixth transistor, 2x2, wherein the drain terminal of the sixth transistor is connected to ground Ternary multiplier.
제 14 항에 있어서,
상기 NAOI21 게이트는,
출력 노드의 상단 회로(PUN, pull-upnetwork)로서 T-nMOS인 제 1 및 제 2 트랜지스터와T-pMOS인 제 3 트랜지스터를 포함하고, 출력 노드의 하단 회로(PDN, pull-downnetwork)로서 T-nMOS인 제 4 트랜지스터와 binary nMOS인 제 5 및 제 6 트랜지스터를 포함하되,
상기 제 3 및 제 4 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 1 데이터가 입력되고, 상기 제 1 및 제 5 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 2 데이터가 입력되고, 상기 제 2 및 제 6 트랜지스터의 게이트 단자에는 각각 제 3 데이터가 입력되며,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터 각각의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터 각각의 드레인 단자와 상기 제 3 트랜지스터의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 3 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제4 및 제 5 트랜지스터 각각의 소스 단자와 출력 단자와 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 드레인 단자와 상기 제 6 트랜지스터의 소스 단자가 연결되고, 상기 제 4 트랜지스터의 드레인 단자는 상기 제 6 트랜지스터의 드레인 단자 및 그라운드와 연결되는 것인, 2×2 삼진 곱셈기.
The method of claim 14,
The NAOI21 gate is,
A pull-up network (PUN) of the output node includes first and second transistors, T-nMOS, and a third transistor, T-pMOS, and a T- pull-down network (PDN, pull-down network) of the output node. a fourth transistor that is nMOS and fifth and sixth transistors that are binary nMOS,
First data is input to the gate terminals of the third and fourth transistors, respectively, and second data is input to the gate terminals of the first and fifth transistors, respectively, and the gate terminals of the second and sixth transistors, respectively. Third data is entered,
A source terminal of each of the first and second transistors is connected, a drain terminal of each of the first and second transistors and a source terminal of the third transistor are connected, and a drain terminal of the third transistor is connected to the fourth and second transistors. A source terminal and an output terminal of each of the fifth transistors, a drain terminal of the fifth transistor and a source terminal of the sixth transistor are connected, and a drain terminal of the fourth transistor is connected to a drain terminal and a ground of the sixth transistor. 2 × 2 ternary multiplier.
복수의 1×1 삼진 곱셈기, 상기 복수의 1×1 삼진 곱셈기를 통해 생성된 부분 곱(partial product)들을 합산하는 5개의 삼진 반가산기(Ternary Half Adder, THA), 및 상기 THA들의 출력들을 합산하는 2개의 삼진 전가산기(Ternary FullAdder, TFA)를 각각 포함하는 복수의 2×2 삼진 곱셈기; 및
상기 복수의 2×2 삼진 곱셈기를 통해 생성된 부분 곱들을 합산하는 13개의 THA 및 22 개의 TFA를 포함하되,
상기 1×1 삼진 곱셈기는,
삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 1개의 NMIN(not MIN) 게이트, 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI), 이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트, 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI), 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 OAI21(OR-AND-INVERT) 게이트, 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 AOI21(AND-OR-INVERT) 게이트를 포함하고,
상기 NMIN 게이트, PTI, NSHIFT, STI, OAI21게이트 및 AOI21 게이트, CARRY 게이트, NMAX 게이트, 및 NAOI21 게이트 각각의 트랜지스터의 연결 구조는 서로 상이한 것인, 6×6 삼진 곱셈기.
A ternary half adder (THA) summing a plurality of 1 × 1 ternary multipliers, partial products generated by the plural 1 × 1 ternary multipliers, and 2 summing outputs of the THAs A plurality of 2 × 2 ternary multipliers, each comprising three ternary full adders (TFAs); And
13 THA and 22 TFAs that sum the partial products generated by the plurality of 2 × 2 ternary multipliers,
The 1 × 1 ternary multiplier,
1 NM (not MIN) gate configured with NAND gate with ternary transistor, 1 positive ternary inverter (PTI) configured with binary transistor and ternary transistor, 1 configured with binary transistor and ternary transistor Two NSHIFT (NOT-SHIFT) gates, one standard ternary inverter (STI) configured using ternary transistors, one OAI21 (OR-AND-INVERT) gate configured using ternary transistors, and a ternary transistor. One AOI21 (AND-OR-INVERT) gate configured using
And a connection structure of transistors of the NMIN gate, PTI, NSHIFT, STI, OAI21 gate, AOI21 gate, CARRY gate, NMAX gate, and NAOI21 gate is different from each other.
제 17 항에 있어서,
상기 THA는,
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 CARRY 게이트,
각각 삼진 트랜지스터를 사용한 NOR 게이트로 구성된 3개의 NMAX(not MAX) 게이트,
각각 삼진 트랜지스터를 사용한 NAND 게이트로 구성된 2개의 NMIN(not MIN) 게이트,
각각 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 2개의 표준 삼진 인버터(standard ternary inverter, STI),
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 양-삼진 인버터(positive ternary inverter, PTI),
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NSHIFT(NOT-SHIFT) 게이트, 및
이진 트랜지스터 및 삼진 트랜지스터를 사용하여 구성된 1개의 NAOI21(NOT-AND-OR-INVERT) 게이트를 포함하는 것인, 6×6 삼진 곱셈기.
The method of claim 17,
THA,
1 CARRY gate constructed using binary transistors and ternary transistors,
Three NMAX (not MAX) gates, each consisting of a NOR gate with ternary transistors,
Two NMIN (not MIN) gates, each consisting of a NAND gate with ternary transistors,
Two standard ternary inverters (STIs) each configured with ternary transistors,
1 positive-ternary inverter (PTI) configured using binary and ternary transistors,
One NSHIFT (NOT-SHIFT) gate constructed using binary and ternary transistors, and
A 6x6 ternary multiplier comprising one NAOI21 (NOT-AND-OR-INVERT) gate constructed using binary transistors and ternary transistors.
제 18 항에 있어서,
상기 TFA는,
2개의 상기 THA, 2개의 인버터 및 1개의 CARRY 게이트를 포함하는 것인, 6×6 삼진 곱셈기.
The method of claim 18,
The TFA is,
6 × 6 ternary multiplier, comprising two said THA, two inverters and one CARRY gate.
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