The use of circuits with more than two logic levels, named as Multiple-Valued Logic (MVL) circuits, have a potential for reducing chip area consumed by interconnection wiring and functional units in Very-Large Scale Integration (VLSI). Many logical and arithmetic functions have been shown to be more efficiently implemented with multiple-valued logic in terms of number of operations, gates, transistor count and signal lines etc. However, in spite of their potential advantages, developments in multi-valued systems are not satisfactory. It is still a complicated task to design a system for processing a signal in a multi-valued manner despite considerable effort. Multi-valued logic circuits can be designed in current mode or voltage mode. Due to the limited supply voltages, higher radices could not be obtained using voltage mode circuits. On the other hand, current mode circuits have the advantages of current scaling, copying and sign changing with a simple current mirror, but unlike binary logic circuits, they are not self-restored. In this study, current-mode sequential logic circuits are designed and analyzed. Multiple-valued counterparts of the well-known flip-flop structures are discussed and a new type of flip-flop circuit, named AB, is proposed. The proposed circuit is used in various counter and random sequential circuit designs. Circuit schematics and simulation results are presented. In addition, a multiple-valued and binary counter designs that are using D-type flip-flops (the only flip-flop that has the same output equations for both MVL and binary) are compared in terms of various VLSI design criteria.

İkiden fazla mantık seviyesine sahip devreler, Çok Değerli Mantık (ÇDM) devreleri, çok büyük çapta tümleştirilmiş devrelerde, ara bağlantılar ve fonksiyonel kısımlar tarafından harcanan kırmık alanını azaltma potansiyeline sahiptirler. Birçok mantık ve aritmetik fonksiyonun işlem sayısı, kullanılan kapı ve transistör adedi gibi açılardan ÇDM devreleri ile daha etkin bir biçimde gerçekleştirilebileceği gösterilmiştir. Bununla birlikte, potansiyel faydalarına rağmen çok seviyeli sistemlerdeki gelişmeler tatmin edici değildir. Dikkate değer çabalara rağmen, bir sinyali çok değerli bir şekilde işleme için bir sistem tasarlamak halen karmaşık bir iştir. ÇDM devreleri akım-modlu veya gerilim-modlu olarak gercekleştirilebilirler. Sınırlı besleme gerilimleri nedeniyle, gerilim-modlu devreler kullanılarak yüksek tabanlar elde edilememiştir. Diğer taraftan, akım-modlu devreler basit bir akım aynası kullanarak akım ölçekleme, kopyalama ve işaret değiştirme avantajlarına sahiptirler, fakat ikili mantık devrelerinin aksine, kendi akım seviyelerini düzenleyemezler. Bu çalısmada, akım-modlu ardışıl mantık devreleri tasarlandı ve analiz edildi. Bilinen iki-durumlu devrelerin çok değerli karşılıkları tartışıldı ve yeni bir iki-durumlu devre yapısı olarak AB iki-durumlu devresi önerildi. Önerilen devre farklı sayıcı tasarımlarında ve rastgele bir ardışıl devre tasarımında kullanıldı. Devre şemaları ve benzetim sonuçları sunuldu. Buna ek olarak, D-tipi iki-durumlu (ÇDM ve iki seviyeli mantık devreleri için aynı çıkış denklemine sahip tek iki-durumlu) devre kullanılarak tasarlanan çok değerli ve iki seviyeli sayıcı devreleri çeşitli çok büyük capta tümleştirme kriterlerine göre karsılaştırıldı.