[实用新型]一种应用于可逆逻辑电路的TR门电路

说明书

本实用新型涉及一种应用于可逆逻辑电路的TR门电路，所述TR门包括输入端A、输入端B、输入端C、输出端P、输出端Q、以及输出端R，还包括第一异或门、第二异或门、与门、第一传输门、以及反相器。本实用新型使用MOS管数量少，面积小，以及在管子选相同尺寸时传播延时少，性能好等优点。

技术领域

本实用新型涉及TR门电路设计领域，特别是一种应用于可逆逻辑电路的TR门电路。

背景技术

科学家Landauer提出：经典电路存在不可逆操作时，信息丢失将会导致能量损耗。科学家Bennett发现当计算过程采用可逆操作时，会存在不损耗能量。为避免经典电路不可逆性操作造成电路能耗损耗，很多学者开展将不可逆操作改成可逆操作研究。

可逆逻辑设计需遵守：（1）可逆逻辑电路输入端与输出端个数一致。（2）可逆逻辑电路输入与输出是一一映射关系。国外期刊已刊载了用二进制以及BCD冗余码表示的十进制加法器的可逆逻辑实现，在电路实现上，2002年VosAD和Desoete利用晶体管构造实现了可逆电路，首次将它们运用于工业实现；2014年K.Prudhvi Raj提出了数字电路晶体管级的实现，采用互补CMOS电路来实现TR门电路，这个门由Tapliyal 和 Ranganathan提议的，故称TR门，可用式（1）描述其功能。

F(P,Q,R)=(A,A⊕B,AB’⊕C) 式(1)。

TR门的输入端与输出端个数一致，且输入与输出是一一映射关系，当给定一个输入后，得到唯一输出与之对应，其映射关系如式(2)所示。

F(0,1,2,3,4,5,6,7,)=(0,1,2,3,7,6,5,4) 式（2）。

采用互补CMOS电路来实现TR门电路，存在使用MOS数量多，面积大，TR门电路的传播延时大，性能差等问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种应用于可逆逻辑电路的TR门电路，使用MOS管数量少，面积小，以及在管子选相同尺寸时传播延时少，性能好等优点。

本实用新型采用以下方案实现：一种应用于可逆逻辑电路的TR门电路，所述TR门包括输入端A、输入端B、输入端C、输出端P、输出端Q、以及输出端R，包括第一异或门、第二异或门、与门、第一传输门、以及反相器；所述与门与第一异或门的输入均包括A端、B端、A非端，输出均为F端；所述第二异或门的输入包括A端与B端，输出为F端；

所述TR门的输入端A经所述第一传输门连接至所述TR门的输出端P；

所述第一异或门的B端以及与门的B端均连接至所述TR门的输入端A；所述第一异或门的A端、与门的A非端、以及反相器的输入端均连接至所述TR门的输入端B；所述第一异或门的A非端、与门的A端均连接至反相器的输出端；

所述第二异或门的A端连接至所述与门的F端，所述第二异或门的B端连接至所述TR门的输入端C；

所述第一异或门的F端作为所述TR门的输出端Q，所述第二异或门的F端作为所述TR门的输出端R。

进一步地，所述第一传输门包括两个并联的晶体管。

较佳的，在实现TR门可逆电路时，需要用到与门和异或门电路，从减少面积、降低功耗和提高性能考虑，采用传输门和传输管实现带原变量和反变量输入的与门电路仅需3个管子，能够减少管子数目，降低电容和提高充放电速度。

由此，所述与门包括第二传输门以及第一传输管，所述第二传输门包括相互并联的两个晶体管，两个晶体管的控制端分别作为与门的A端与A非端，两个并联节点分别作为与门的B端与F端，其中作为A非端的晶体管控制端连接至第一传输管的控制端，所述第一传输管的另外两端分别接地、接F端。