The emerging VLSI technology and simultaneously highly dense packaging of devices and interconnects in nano-scale chips have prosperously enabled realization of system-on-chip designs and advanced high-performance computing applications. Concurrently, these have aggravated inevitable challenges in miniaturized integrated circuits (ICs). One of the main limiters in the performance of high-speed VLSI designs is the on-chip interconnects. The emerging graphene based mixed carbon nanotube bundle (MCNTB) interconnects have been investigated as one of the most suited and physically realizable on-chip structure. The present work focuses on utilization of MCNTB as nano-interconnects in the optimized way. Determining optimized placement of CNTs in MCNTB configuration is tedious, skilful task and meagerly explored till date. This has been innovatively taken-up in the current work. In the present paper, novel and efficient particle swarm optimization (PSO) technique is explored and innovatively incorporated to obtain optimal distribution of CNTs in a given rectangular area. The objective function considered for the design is to maximize the tube density. Several signal integrity analyses have been executed. The proposed optimized mixed CNT bundle structure is compared with other different configurations of CNT bundle structures. It is analyzed that the proposed optimized MCNTB configuration produces highly favorable results and is apt suitable for futuristic nano IC designs. The different modelling and performance analyses are performed using MATLAB, SPICE and ADS EDA tools.

中文翻译：

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基于约束的粒子群算法的纳米集成电路混合碳纳米管束互连结构的结构强化

新兴的VLSI技术以及同时在纳米级芯片中进行高度密集的设备封装和互连封装，已成功地实现了片上系统设计和先进的高性能计算应用。同时，这些已经在小型集成电路（IC）中加剧了不可避免的挑战。片上互连是高速VLSI设计性能的主要限制因素之一。新兴的基于石墨烯的混合碳纳米管束（MCNTB）互连已被研究为最适合且物理上可实现的芯片上结构之一。目前的工作集中在以优化的方式将MCNTB用作纳米互连。确定MCNTB配置中CNT的最佳放置是一项繁琐，精巧的任务，并且迄今为止还很少进行探索。在当前的工作中，已经对此进行了创新性的处理。在本文中，探索并创新地结合了新颖有效的粒子群优化（PSO）技术，以在给定的矩形区域中获得CNT的最佳分布。设计中考虑的目标函数是使管密度最大化。已经执行了几种信号完整性分析。将提出的优化的混合CNT束结构与CNT束结构的其他不同配置进行比较。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合于未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。探索并创新地结合了新颖有效的粒子群优化（PSO）技术，以在给定的矩形区域中获得CNT的最佳分布。设计中考虑的目标函数是使管密度最大化。已经执行了几种信号完整性分析。将提出的优化的混合CNT束结构与CNT束结构的其他不同配置进行比较。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合于未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。探索并创新地结合了新颖有效的粒子群优化（PSO）技术，以在给定的矩形区域中获得CNT的最佳分布。设计中考虑的目标函数是使管密度最大化。已经执行了几种信号完整性分析。将提出的优化的混合CNT束结构与CNT束结构的其他不同配置进行比较。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合于未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。设计中考虑的目标函数是使管密度最大化。已经执行了几种信号完整性分析。将提出的优化的混合CNT束结构与CNT束结构的其他不同配置进行比较。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。设计中考虑的目标函数是使管密度最大化。已经执行了几种信号完整性分析。将提出的优化的混合CNT束结构与CNT束结构的其他不同配置进行比较。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合于未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合于未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。分析表明，所提出的优化的MCNTB配置产生了非常令人满意的结果，并且非常适合于未来的纳米IC设计。使用MATLAB，SPICE和ADS EDA工具执行不同的建模和性能分析。