The issues faced by Complementary metal oxide semi-conductor (CMOS) technology in the nanoregime have led to the research of other possible technologies which can operate with same functionalities however, with higher speed and lower power dissipation. One such technology is Quantum-dot Cellular Automata (QCA). At present, logic circuit designs using QCA have been comprehensively researched and one such application area being investigated is data transmission. Various data transfer techniques for reliable data transfer are available and among them convolution coding is being widely used in mobile, radio and satellite communications. Considering the evolution towards nano communication networks, in this paper an ultra-proficient designs of 1/2 rate and 1/3 rate convolution encoders based on a cost-efficient and fault tolerant XOR gate design have been proposed for application in nano communication networks. Based on the performance analysis, it is observed that the proposed designs are efficient in respect to cell count, area, delay and circuit cost and achieves performance improvement up to 40.21% for 1/2 encoder and 31.81% for 1/3 encoder compared to the best design in the literature. In addition to this, the energy dissipation analysis of the proposed designs is also presented. The proposed designs can thus be efficiently utilized in various nanocommunication applications requiring minimal area and ultra-low power consumption.

中文翻译：

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用于安全纳米计算的基于量子点元胞自动机的容错卷积编码器设计

互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术在纳米领域面临的问题导致了对其他可能的技术的研究，这些技术可以具有相同的功能，但具有更高的速度和更低的功耗。一种这样的技术是量子点元胞自动机 (QCA)。目前，使用 QCA 的逻辑电路设计已经得到了全面的研究，其中一个正在研究的应用领域是数据传输。用于可靠数据传输的各种数据传输技术是可用的，其中卷积编码广泛用于移动、无线电和卫星通信。考虑到向纳米通信网络的演变，在本文中，提出了一种基于具有成本效益和容错异或门设计的 1/2 速率和 1/3 速率卷积编码器的超精通设计，以应用于纳米通信网络。基于性能分析，观察到所提出的设计在单元数、面积、延迟和电路成本方面是有效的，并且与 1/2 编码器相比，1/3 编码器的性能提高了 40.21%，1/3 编码器提高了 31.81%。文献中最好的设计。除此之外，还提出了所提出设计的能量耗散分析。因此，所提出的设计可以有效地用于需要最小面积和超低功耗的各种纳米通信应用中。可以观察到，与文献中的最佳设计相比，所提出的设计在单元数、面积、延迟和电路成本方面是有效的，并且对于 1/2 编码器和 1/3 编码器的性能提升高达 40.21% 和 31.81% . 除此之外，还提出了所提出设计的能量耗散分析。因此，所提出的设计可以有效地用于需要最小面积和超低功耗的各种纳米通信应用中。可以观察到，与文献中的最佳设计相比，所提出的设计在单元数、面积、延迟和电路成本方面是有效的，并且对于 1/2 编码器和 1/3 编码器的性能提升高达 40.21% 和 31.81% . 除此之外，还提出了所提出设计的能量耗散分析。因此，所提出的设计可以有效地用于需要最小面积和超低功耗的各种纳米通信应用中。