クロックトゲートとクロックレスゲートが混在する超伝導SFQ回路の自動配置

超伝導単一磁束量子（SFQ）回路は低消費電力で高速な次世代回路として期待されている．SFQ 回路はパルス論理で動作し，通常はクロック入力を持つクロックトゲートで構成される．パスバランスのための DFF の挿入やクロックの供給のために，回路機能に比べ，回路規模が大きくなる．この問題を解決するため，入力データパルスによって動作するクロックレスゲートの導入が検討されている．しかし，依然として，回路規模は大きく，クロックレスゲートやクロックの入力タイミングや配線の分岐にスプリッタが必要といった制約がいくつか存在する．本稿では，クロックトゲートとクロックレスゲートが混在する SFQ 回路の自動配置手法を提案する．クロックツリーの挿入と共役勾配法を用いた最適化と重なりの除去の繰り返しにより，制約を満たした出力を行う．また，提案手法のツールを作成し，適切な動作を確認した．

Superconducting single-flux-quantum (SFQ) circuits are expected to be the next generation of low-power, high-speed circuits. The insertion of DFFs for path balancing and the supply of clocks make the circuit size larger than the circuit functionality. To solve this problem, the introduction of clockless gates that operate based on input data pulses is being considered. However, the circuit size is still large and there are constraints such as clockless gates and clock input timing, and the need for splitters for wiring branches. In this paper, we propose an automatic placement method for SFQ circuits with a mixture of clocked and clockless gates. The output satisfies the constraints by iterations of insertion of the clock tree, optimization using conjugate gradient methods and removal of overlap. A tool for the proposed method was developed and its proper operation was verified.