可测试 reversible Toffoli 门故障模型及其最小测试向量

本文主要探讨了在低功耗微芯片和量子通信领域中可测试的可逆托菲勒门（Toffoli Gate）故障模型。随着技术的发展，可逆逻辑电路因其能耗效率和潜在的量子应用而受到关注。然而，尽管当前的研究工作主要集中在可逆电路的合成上，对于故障检测的重要性却往往被忽视，这是实现稳健设计的关键步骤。 研究者们提出了一种具有四个输入的通用托菲勒门（Universal Toffoli Gate，简称UTG），这种门可以实现所有基本布尔函数，从而在构建复杂可逆电路时提供了灵活性。作者对UTG的所有单点故障进行了深入分析，包括数据输入线、控制线以及输出线的可能的"stuck-at"故障。这些故障模型有助于确定最小化的测试向量集，使得在实际应用中能够有效地检测和定位故障。 通过使用这个UTG，构建复杂可逆电路变得更加便捷，同时能够有效地进行故障测试，确保系统的可靠性。文章详细介绍了测试方法，包括如何设计针对不同故障类型的测试策略，以及如何利用UTG的特性来优化测试过程，降低测试成本。此外，论文还提到了实验结果，展示了这种方法在实际应用中的有效性，证明了可逆电路的可测试性对于提高整个系统性能和鲁棒性的重要性。 这项研究不仅填补了可逆电路理论研究中的一个空白，也为量子计算和低功耗电子设备的设计提供了一个重要的故障检测工具。它强调了在设计和实施可逆电路时，故障模型和测试策略是不可或缺的一部分，这对于确保未来信息技术的可靠性和可持续发展具有重要意义。这篇文章为可逆逻辑电路的测试技术和理论扩展做出了贡献。