[发明专利]用于纳米量子元胞自动机电路的二维时钟结构及其设计方法

摘要

本发明公开了一种用于纳米量子元胞自动机电路的二维时钟结构及其设计方法，包括时钟信号源、时钟金属线布局层、量子元胞自动机元胞布局层和金属薄片层；时钟信号源输出4路时钟信号，并作为量子元胞自动机电路的外部时钟源；时钟金属线布局层包含四类时钟金属线，量子元胞自动机元胞布局层中包含四类时钟区域，且每类时钟区域的面积为2L×L；金属薄片层覆盖在量子元胞自动机元胞布局层上，并与时钟金属线布局层中的四类时钟金属线产生不同强度的场强，从而控制所述量子元胞自动机元胞布局层中四类时钟区域。本发明既能保有当前通用、灵活、高效的最优时钟结构的优点，又能解决时钟金属线交叉问题，从而减少纳米量子自动机电路的制造困难度和复杂度。

主权项

1.一种用于量子元胞自动机电路的二维时钟结构，其特征是由下至上依次为时钟金属线布局层(200)、量子元胞自动机元胞布局层(300)和金属薄片层(400)；所述时钟金属线布局层(200)包含四类时钟金属线，分别为第I类时钟金属线(201)、第II类时钟金属线(202)、第III类时钟金属线(203)和第IV类时钟金属线(204)；所述时钟金属线布局层(200)中的四类时钟金属线是以所述第I类时钟金属线(201)、第III类时钟金属线(203)、第II类时钟金属线(202)、第IV时钟金属线(204)的顺序为一组并列设置，且每一组中的四类时钟金属线为等距离平行排列；设置一时钟信号源(100)并输出4路时钟信号，分别为第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟，并作为所述量子元胞自动机电路的外部时钟源；所述时钟金属线布局层(200)中所有第I类时钟金属线(201)与所述第一时钟连接、所述时钟金属线布局层(200)中所有第II类时钟金属线(202)与所述第二时钟连接、所述时钟金属线布局层(200)中所有第III类时钟金属线(203)与所述第三时钟连接、所述时钟金属线布局层(200)中所有第IV类时钟金属线(204)与所述第四时钟连接；所述四类时钟金属线涂有绝缘层，且在所述四类时钟金属线上，每间隔4L的距离引出一根引线，且引线的顶点为导电体；所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中包含四类时钟区域，分别为第I类时钟区域(301)、第II类时钟区域(302)、第III类时钟区域(303)和第IV类时钟区域(304)；且每类时钟区域的面积为2L×L；其中，2L为每类时钟区域的长，L为每类时钟区域的宽；所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中每类时钟区域的中心点和所述时钟金属线布局层(200)层中所有引线的顶点处于一条直线上；根据所设计的量子元胞自动机电路的版图，在每类时钟区域内设置相应的量子元胞布局，从而形成量子元胞自动机电路；以所述第I类时钟区域(301)和第III类时钟区域(303)为奇数组，以所述第II类时钟区域(302)和第IV类时钟区域(304)为偶数组，每一个奇数组或偶数组内的两类时钟区域均是以宽为并列边交替排列而成；相邻奇数组和偶数组之间是以长为并列边交替排列而成，且所述偶数组的第一个时钟区域与所述奇数组的第一个时钟区域的并列边之间错位距离为L；相邻奇数组之间和相邻偶数组之间的第一个时钟区域为交替排列；所述金属薄片层(400)覆盖在所述量子元胞自动机元胞布局层(300)上，并与所述时钟金属线布局层(200)中的四类时钟金属线产生不同强度的场强，从而控制所述量子元胞自动机元胞布局层(300)中四类时钟区域。