Josephson-cmos hibrit bellek sistemleri için tek akıkuantum tabanlı bellek kontrol birimi tasarımı ve gerçeklenmesi

Tek Akı Kuantum (Single Flux Quantum, SFQ) dijital devreleri, düşük güç tüketimi ile yüksek frekansta çalışma olanağı sunduğu için CMOS entegre devrelerine alternatif olarak geliştirilmiştir. Ancak SFQ devrelerinin düşük entegrasyon yoğunluğu ve düşük sürüş kabiliyeti nedeniyle, sadece SFQ devreleri kullanılarak geniş çaplı hafızaları gerçekleştirmek zordur. Yüksek hızlı, düşük güç tüketimli SFQ devrelerini ve yüksek yoğunluklu CMOS hafızalarını hibritleyen Josephson-CMOS hibrit bellek, RSFQ dijital sistemlerindeki büyük ölçekli bellek sorununa bir çözüm olarak sunulmuştur. Bu çalışmada, Josephson-CMOS hibrit bellek sistemleri için 10 GHz saat frekansına kadar çalışabilen SFQ tabanlı bellek kontrol birimi tasarlanmıştır. Bellek kontrol birimi, SFQ devresi ile SRAM modülü arasında CMOS/SFQ arayüzü olarak görev yapar ve SRAM okuma ve yazma işlemleri için gereken dalga formlarını oluşturur. Devre 4 bit veri ve 2 bit adres hatlarına sahiptir. Ancak, tasarım daha büyük belleklere ölçeklenebilir. Tasarlanan devreler, AIST-STP2 standart üretim süreci ile üretilerek devrelerin çalışması doğrulanmıştır.