[发明专利]一种SFQ电路与CMOS电路间交互方法及系统

说明书

本发明提出一种SFQ电路与CMOS电路间交互方法，包括：单磁通量子芯片发送用于完成指定操作的单个SFQ脉冲至同步非破坏性读出单元的数据输入端，该同步非破坏性读出单元的数据输出端持续输出连续SFQ脉冲至CMOS电路中的电平逻辑输入端完成该指定操作；完成指定操作后该单磁通量子芯片发送复位信号至该同步非破坏性读出单元的复位端口，以停止输出SFQ脉冲至CMOS电路。本发明申请在需要ANDRO输出固定周期的连续SFQ脉冲的时候，在ANDRO的数据端口输入一个SFQ脉冲，就会有固定周期的连续SFQ脉冲输出；需要ANDRO停止输出SFQ脉冲的时候，那么在ANDRO的重置端口输入一个SFQ脉冲，ANDRO就会停止输出SFQ脉冲。以实现SFQ电路与CMOS电路的数据交互。

技术领域

本发明涉及超导数字集成电路技术领域，并特别涉及。

背景技术

超导单磁通量子(single flux quantum,SFQ)电路技术以其低功耗和超高速被认为是下一代的数字电路技术替代技术之一。目前SFQ电路技术与现在主流的互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)电路没有成熟的交互方案。脉冲转化为电平的持续时间有限，如果想要提高电平持续时间，那么有两个方案，一个是增加单磁通量子(single flux quantum,SFQ)脉冲转化为CMOS电平的接口(以下称为Q2D接口)的电平维持时间；另一个方案是让SFQ脉冲发射的数量更多。Q2D接口电路需要另行设计，该电路的设计并不属于SFQ数字电路的范畴。如果想在数字芯片设计的时候便解决SFQ到CMOS之间的交互问题，那么就需要从发射更多的SFQ脉冲的角度下手。

现有CMOS电路与SFQ电路交互的技术，一般是通过Q2D接口来实现，但Q2D接口的电平维持时间有限，因而需要接口处连续发射脉冲以维持较长的时间。

发明内容

本发明的目的是为了解决Q2D接口电平维持时间较短的问题，提出利用同步非破坏性读出单元(nondestructive read-out,NDRO)来实现asynchronous nondestructiveread-out(ANDRO)，使得ANDRO能够连续输出脉冲，并且可以在控制信号作用下停止输出脉冲。

具体来说，本发明提出一种SFQ电路与CMOS电路间交互方法，其中包括：

步骤1、单磁通量子芯片发送用于完成指定操作的单个SFQ脉冲至同步非破坏性读出单元的数据输入端，该同步非破坏性读出单元的数据输出端持续输出连续SFQ脉冲至CMOS电路中的电平逻辑输入端完成该指定操作；

步骤2、完成指定操作后该单磁通量子芯片发送复位信号至该同步非破坏性读出单元的复位端口，以停止输出SFQ脉冲至CMOS电路。

所述的SFQ电路与CMOS电路间交互方法，其中该电平逻辑输入端为SRAM的读写地址输入端，该指定操作为读写操作。

所述的SFQ电路与CMOS电路间交互方法，其中步骤1包括：单磁通量子芯片发送用于完成指定操作的单个SFQ脉冲至同步非破坏性读出单元的数据输入端的同时还将该单个SFQ脉冲输入至该同步非破坏性读出单元的时钟输入端。

所述的SFQ电路与CMOS电路间交互方法，其中步骤1包括：该同步非破坏性读出单元的数据输出端持续输出连续SFQ脉冲至CMOS电路中的电平逻辑输入端的同时还将该连续SFQ脉冲反馈至该时钟输入端。

本发明还提出了一种SFQ电路与CMOS电路间交互系统，其中包括：

单磁通量子芯片，用于发送单个SFQ脉冲至同步非破坏性读出单元的数据输入端，以及完成指定操作后发送复位信号至该同步非破坏性读出单元的复位端口，以停止输出SFQ脉冲至CMOS电路；

同步非破坏性读出单元的数据输出端持续输出连续SFQ脉冲至CMOS电路中的电平逻辑输入端完成该指定操作。