عنصر ج

In his report^[3] Muller proposed to realize C-element as a majority gate with feedback. However, to avoid hazards linked with skews of internal delays, the majority gate must have as small number of transistors as possible.^[27][28] Generally, C-elements with different timing assumptions^[29] can be built on AND-OR-Invert (AOI)^[30][31] or its dual, OR-AND-Invert (OAI) gate^[32][33] and inverter. Yet another option patented by Varshavsky et al.^[34][35] is to shunt the input signals when they are not equal each other. Being very simple, these realizations dissipate more power due to the short-circuits. Connecting an additional majority gate to the inverted output of C-element, we obtain inclusive OR (EDLINCOR) function:^[36][37]${\displaystyle z_{n}=x_{1}x_{2}+(x_{1}+x_{2}){\overline {y_{n}}}}$. Some simple asynchronous circuits like pulse distributors^[38] can be built solely on majority gates.

يخزن عنصر C شبه الساكن حالته السابقة باستخدام عاكسين متقاطعين، على غرار خلية SRAM . أحد العاكسين أضعف من باقي الدائرة، لذا يمكن التغلب عليه بواسطة شبكتي السحب لأعلى والسحب لأسفل . إذا كان كلا المدخلين 0، فإن شبكة السحب لأعلى تُغير حالة المزلاج ، ويُخرج عنصر C القيمة 0. إذا كان كلا المدخلين 1، فإن شبكة السحب لأسفل تُغير حالة المزلاج، مما يجعل خرج عنصر C القيمة 1. خلاف ذلك، لا يكون مدخل المزلاج متصلاً بأي منهما.${\displaystyle V_{\text{dd}}}$أو الأرض، وبالتالي يهيمن العاكس الضعيف ويُخرج المُثبِّت حالته السابقة. توجد أيضًا إصدارات من عنصر C شبه الساكن مبنية على أجهزة ذات مقاومة تفاضلية سالبة (NDR). ^{[ 39 ] [ 40 ]} تُعرَّف المقاومة التفاضلية السالبة عادةً للإشارات الصغيرة، لذا يصعب توقع أن يعمل عنصر C هذا في النطاق الكامل للفولتية أو التيارات.

توجد عدة دوائر مختلفة ذات مخرج واحد لعنصر C مبنية على بوابات منطقية. ^{[ 42 ] [ 43 ]} على وجه الخصوص، تُعد دائرة مايفسكي ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]} دائرة شبه نمطية، ولكنها غير توزيعية (سببية OR)، مبنية بشكل فضفاض على عنصر C. ^{[ 47 ]} يمكن استبدال بوابة NAND3 في هذه الدائرة ببوابتي NAND2. تجدر الإشارة إلى أن عنصر C الخاص بمايفسكي هو في الواقع عنصر ربط، حيث لا يمكن لإشارات دخله التبديل مرتين. ^{[ 44 ]} توجد دائرة أخرى ذات سببية OR، تعمل كعنصر ربط. ^{[ 48 ]} اقترح تسيرلين ^{[ 49 ]} تحقيق عنصر C باستخدام بوابتين فقط ، ثم قام ستارودوبتسيف وآخرون بتصنيعه. باستخدام لغة تاكسوجرام ^{[ 50 ]،} تتطابق هذه الدائرة مع تلك المنسوبة إلى بارتكي ^{[ 1 ] [ 44 ]} ، ويمكنها العمل بدون مزلاج الإدخال. تجدر الإشارة إلى أن دائرتي مايفسكي وتسيرلين مبنيتان في الواقع على ما يُسمى خلية ديفيد ^{[ 51 ]} . يُستخدم تنفيذها السريع على مستوى الترانزستور في عنصر C شبه الساكن المقترح ^{[ 52 ]} . كما تم اقتراح دائرة شبه ساكنة أخرى تستخدم ترانزستورات تمرير (في الواقع مُضاعِف إشارات 2:1) ^{[ 53 ]} . قام مورفي ^{[ 54 ]} بتوليف نسخة أخرى من عنصر C مبنية على مزلاجَي SR باستخدام أداة بيتريفاي. مع ذلك، تتضمن هذه الدائرة عاكسًا متصلًا بأحد المدخلات. يجب أن يكون لهذا العاكس تأخير صغير. ومع ذلك، توجد تطبيقات لمزالجَي SR تحتوي بالفعل على مدخل معكوس واحد، على سبيل المثال. ^{[ 55 ]} تفترض بعض المناهج غير المعتمدة على السرعة ^{[ 56 ] [ 57 ]} وجود عاكسات إدخال بدون تأخير على جميع البوابات، وهو ما يُعدّ انتهاكًا لمبدأ استقلال السرعة الحقيقي، ولكنه آمن نسبيًا من الناحية العملية. وتوجد أمثلة أخرى تستخدم هذا الافتراض أيضًا. ^{[ 58 ]}

تشمل التقنيات الأخرى المناسبة لتحقيق العناصر الأولية غير المتزامنة، بما في ذلك عنصر الكربون، ما يلي: أنابيب الكربون النانوية، وأجهزة النفق الإلكتروني الأحادي، ^{[ 59 ]} والنقاط الكمومية، ^{[ 60 ]} وتقنية النانو الجزيئية. ^{[ 61 ]}

يمكن تعميم تعريف عنصر C للمنطق متعدد القيم، ^{[ 7 ] [ 62 ] [ 63 ]} أو حتى للإشارات المستمرة:

${\displaystyle {\text{ if }}x_{1}=x_{2}=...=x_{m},{\text{ then }}y_{n}={\text{any}}(x_{1},x_{2},...,x_{m}),{\text{ else }}y_{n}=y_{n-1}.}$

على سبيل المثال، جدول الحقيقة لعنصر C ثلاثي متوازن ذي مدخلين هو

${\displaystyle x_{1}}$	${\displaystyle x_{2}}$	${\displaystyle y_{n}}$
-1	-1	-1
-1	0	${\displaystyle y_{n-1}}$
-1	1	${\displaystyle y_{n-1}}$
0	-1	${\displaystyle y_{n-1}}$
0	0	0
0	1	${\displaystyle y_{n-1}}$
1	-1	${\displaystyle y_{n-1}}$
1	0	${\displaystyle y_{n-1}}$
1	1	1

بما أن بوابة الأغلبية هي حالة خاصة من بوابة العتبة، فإنه من حيث المبدأ يمكن استخدام أي من التطبيقات المعروفة لبوابة العتبة ^{[ 64 ]} لبناء عنصر C. مع ذلك، في حالة القيم المتعددة، قد لا يكون لتوصيل مخرج بوابة الأغلبية بمدخل واحد أو عدة مداخل تأثير مرغوب فيه. على سبيل المثال، باستخدام دالة الأغلبية الثلاثية المعرفة كما في ^{[ 65 ]}

${\displaystyle y={\begin{cases}+1&{\text{if}}\ x_{1}+x_{2}+x_{3}\geqslant +1,\\0&{\text{if}}\ x_{1}+x_{2}+x_{3}=0,\\-1&{\text{if}}\ x_{1}+x_{2}+x_{3}\leqslant -1\end{cases}}}$

لا يؤدي إلى العنصر الثلاثي C المحدد بواسطة جدول الحقيقة، إذا كان المجموع${\displaystyle x_{1}+x_{2}+x_{3}}$لا يتم تقسيمها إلى أزواج. ومع ذلك، حتى بدون هذا التقسيم، فإن دالتين للأغلبية الثلاثية مناسبتان لبناء بوابة OR ثلاثية شاملة .