スタック形ハッフルゲートによるジョセフソン回路の構成と動作実験

永石 英幸  中原 宏治  長谷川 晴弘  西野 壽一  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J77-C2   No.7   pp.301-310
発行日: 1994/07/25
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Print ISSN: 0915-1907
論文種別: 論文
専門分野: 超伝導エレクトロニクス
キーワード: 
ジョセフソン,  直流電源駆動,  ALU,  ハッフルゲート,  

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あらまし: 
直流電源駆動のジョセフソン論理ゲートは,これまで主流であった交流電源駆動のゲートと比べて,電源電流による回路誤動作が生じない利点がある.直流電源駆動のジョセフソン論理回路のうち,スタック形ハッフル(Hybrid Unlatching Flip-Flop Logic Element:HUFFLE)ゲートは,ゲート単体で高機能な論理演算を実行できるため,これを用いて論理回路を構成すると,論理段数の削減とこれによる回路の高速動作が期待できる.この直流電源駆動ジョセフソン集積回路における高速化手法の有効性を調べるため,6-bitの算術論理演算回路(Arithmetic Logic Unit:ALU)の試作と動作実験を行い,評価した.その結果,スタック形ハッフルゲートにおいて、排他的論理和,3入力多数決論理の演算が新たに実現できた.また,論理積,論理和,排他的論理和,加算の各演算を行う6-bit ALUにおいては,従来の1/3の論理段数7段で回路構成ができた.従ってスタック形ハッフルゲートを用いれば,従来と比べて論理ゲート数の削減と演算時間の短縮を図ることが可能であり,かつ高速論理演算処理に有効であることがわかった.