NMLSim 2.0: uma ferramenta robusta para simulação de circuitos NML pela equação de Landau-Lifshitz-Gilbert
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Marcos Augusto Menezes Vieira
Rodney Rezende Saldanha
José Augusto Miranda Nacif
Rodney Rezende Saldanha
José Augusto Miranda Nacif
Resumo
Com oCMOSseaproximandoaoseulimitefísicodeminiaturização,novastecnologias
têm sidoestudadasbuscandoaliadosparaosilício,permitindoassimacontinuidade
do desenvolvimentodecircuitosintegrados.Dentreessasalternativas,aLógicaNa-
nomagnética (NML)semostrapromissoradevidoaoseubaixoconsumoenergéticoe
capacidade derealizaçãodelógicaàtemperaturaambiente.Essatecnologiasebaseia
na interaçãomagnetostáticadipolardepartículasemescalananométrica.Nanomag-
netos possuemapenasduasconfiguraçõesestáveisparaasuamagnetizaçãodevidoao
seu formatoalongado,permitindoassimarepresentaçãodosvalores‘0’e‘1’paraa
lógica Booleana.MuitosestudosforamfeitossobreNML,demonstrando-secircuitos
de formateóricaeexperimental.Entretanto,existeumanecessidadedeferramentas
de simulaçãoeficientesparaaanálisedegrandescomponentes,comumforteemba-
samentoteórico.EstetrabalhoapresentaoNMLSim2.0,umaferramentarobustade
CAD esimulaçãodecircuitosNMLpelaequaçãodeLandau-Lifshitz-Gilbert.Osoft-
wareévalidadoporumacomparaçãocomoOOMMF(ObjectOrientedMicroMagnetic
Framework), semostrandosernomínimoquatrovezesmaiseficientequeoestadoda
arte. Ométododesimulaçãocomoefeitodoruídotérmicoéverificadoemumaanálise
comparativacomtrabalhosdaliteraturapelareproduçãoderesultadosobtidoscom
uso daferramenta.AtravésdoNMLSim2.0,umametodologiadecustomizaçãode
circuitos édesenvolvida,permitindoqueoprojetistauseageometriadaspartículas
para alterarsuaspropriedadesfísicas,levandoaumcorretofuncionamentodasestru-
turas. TalmetodologiaétestadanoNMLSim2.0,aplicadaaumsomadorcompletode
4 bitsemcascata,demonstrandoopotencialdosoftwareparaasimulaçãodecircuitos
nanomagnéticos degrandeporte.
Abstract
Since CMOSisreachingitsphysicallimitsforminiaturization,newtechnologiesarose
to findalliestothesilicon,allowingacontinuousdevelopmentofintegratedcircuits.
Among thesetechnologies,NanomagneticLogic(NML)becomesapromisingonedue
to itslowenergydissipationlevelandcapabilitytoperformlogicatroomtemperature.
This technologyworksthroughthemagnetostaticdipolarinteractionbetweenparticles
in thenanometerscale.Nanomagnetshaveonlytwostablemagnetizationstatesdue
to theirelongatedshape,thusallowingtherepresentationofBooleanvalues‘0’and
‘1’. SeveralstudiesonNMLdemonstratecircuitsintheoreticalandexperimentalways.
However,thereisaneedforefficientsimulationtoolstoanalyzesignificantcomponents,
whichrelyonstrongtheoreticalfundaments.ThisworkpresentsNMLSim2.0,arobust
CAD andsimulationtoolforNMLthroughtheequationofLandau-Lifshitz-Gilbert.A
comparison withOOMMF(ObjectOrientedMicroMagneticFramework)validatesthe
softwareofthiswork,whichprovestobeatleastfourtimesmoreefficientthanstate
of theart.Acomparativeanalysisverifiesthethermalnoisemethod,wherethetool
reproducesresultsfromworksintheliterature.ThoughNMLSim2.0,amethodology
for circuitcustomizationisdeveloped,allowingthedesignertouseshapeengineering,
leading tothecorrectnessofthestructures.NMLSim2.0testsa4-bitsripplecarry
adder usingthismethodology,showingthepotentialofthesoftwareforthesimulation
of massivenanomagneticcircuits.
Assunto
Computação - Teses., Arquitetura de computadores - Teses., Nanocomputação - Teses., Nanotecnologia - Teses., Lógica nanomagnética - Teses.
Palavras-chave
NMLSim, Arquitetura de Computadores, Nanocomputação, Nanotecnologia, Simulador, LLG, LógicaNanomagnética