基于RTD和HEMT的D触发器设计

共振隧穿二极管(RTD)作为一种新的量子器件和纳米电子器件,具有负内阻、电路功耗低、工作频率高、双稳态和自锁等特性,可突破CMOS工艺尺寸的物理极限,在数字集成电路领域有更为广阔的发展空间.针对RTD的特性,采用3个RTD串联的单双稳态转换逻辑单元(MOBILE)和类SR锁存器,设计了基于RTD和HEMT(高电子迁移率晶体管)的D触发器.较于其他研究的D触发器,该D触发器能有效降低电路的器件数量和复杂度,且能抗S、R信号的延时差异干扰,具有更稳健的输出.     

阈算术代数系统及电流型CMOS电路设计

根据电流信号易于实现算术运算的特点,定义了阈算术运算、非负运算和阈算术函数,提出了和图为阈算术函数的图形表示,从而建立了阈算术代数系统.并通过具体的电流型CMOS电路的设计实例,阐述了算术意义明确的电流型电路设计方法及基于和图的电流型电路设计方法,实现了阈算术代数在二值电流型CMOS电路中的应用.计算机模拟结果表明,所设计的电路具有正确的逻辑.提出的阈算术代数系统为电流型电路的设计提供了一种新的简单有效的方法.     

基于表格法的RM展开系数与或-符合展开系数的转换

讨论了逻辑函数的RM展开系数与或-符合展开系数之间的关系式,分析了bj图→dj图转换的图形方法．在此基础上提出了逻辑函数的RM展开系数→或-符合展开系数以及或-符合展开系数→RM展开系数转换的表格方法．与图形方法相比,表格法具有不需要画图,不受变量数限制以及易于计算机编程操作等优点．     

基于虚拟孔与双轨预充电技术的电流型混淆逻辑电路设计

功耗攻击是密码芯片面临的一种极具威胁性的攻击方式，而逆向攻击将有助于提高功耗攻击的效率和成功率。为提升密码芯片中逻辑电路的安全性，通过将虚拟孔技术应用于电流型CMOS电路，设计了具有相同电路结构的与非门、或非门以及非门，使攻击者无法准确分辨电路的逻辑功能，起混淆逻辑作用。在此基础上，结合双轨预充电技术良好的功耗恒定性，使所设计的电路具有抵御功耗和逆向联合攻击的能力。最后用Hspice软件进行了实验验证。     

基于RTD可编程逻辑门的n变量函数实现算法

共振隧穿二极管（RTD）可编程逻辑门是一种由单双稳态转换逻辑单元（MOBILE）及正、负输入分支组成的阈值逻辑电路。基于二进制神经元模型中的三层网络结构,提出了基于RTD可编程逻辑门的n变量函数实现算法。按照汉明距离由大到小的顺序,搜索最优输入向量,用定理1或定理2方法产生隐层函数,通过变换次数,确定输入向量的真假及隐层函数的权重。由于定义了最优输入向量及变换次数,提高了算法的准确性;又由于采用了定理2方法,令设计的电路更简单。     

基于谱技术的电流型CMOS乘法器

本文应用开关信号理论,建立了基于谱技术的对称二值逻辑的传输电流开关理论,该理论能从开关级指导设计基于谱技术的对称二值电流型CMOS电路．在基于谱技术的对称二值代数中,“负”,“线加”和“乘”运算构成完备集,因此,应用传输电流开关理论设计的对称二值电流型电流镜和乘法器电路可以实现任意对称二值函数．     

基于阈算术代数系统的ECL触发器设计#br# #br# 基于阈算术代数系统的ECL触发器设计

针对ECL触发器设计中存在电路结构复杂、设计过程繁琐等不足,在分析ECL电路特点和阈算术代数系统的基础上,设计出一种ECL算术运算单元电路,进而提出了基于阈算术代数系统的ECL触发器的设计方法,具体设计了ECL二值主从型D触发器、ECL三值D锁存器以及ECL三值T触发器置数单元.采用TSMC 0.18 μm工艺参数对所设计的电路进行HSPICE模拟,结果显示,所设计的电路具有正确的逻辑功能和良好的瞬态特性,验证了本方法的正确性.与以往的ECL触发器电路相比,本方法设计的ECL触发器电路结构有所简化,运用和图方法,使得设计更加简单、直观有效.特别是在较复杂电路设计时,本方法更显优势,电路结构更为简单,所用晶体管数量更少.     

基于并联开关技术的ECL电路设计

本文首先指出了采用电压信号的多值电路中,在多个开关串联时存在的问题,进而提出了适合于ECL电路设计的两种将串联开关转换成并联开关的方法,并具体设计了采用并联开关的三值ECL电路。设计实例表明这些方法具有简便、规范的特点。用PSPICE对设计的电路进行模拟得到的结果表明,采用并联开关技术设计的电路不仅具有正确的逻辑功能,而且比采用串联开关设计的电路具有更快的速度。     

基于和图的电流型CMOS三变量通用逻辑门设计

电流型电路具有高速、低功耗、带宽、设计方便、直观、易于实现多值逻辑电路等优点。阈算术代数系统的提出为电流型电路的设计提供了更符合电流信号运算特点的系统方法，而和图是将逻辑函数转化为阈算术函数的图形表示方法。本文在谱技术的基础上，提出了一种新的和图与谱系数图的转换方法，设计了一种基于和图的电流型CMOS三变量通用逻辑门，即三变量特征阈值逻辑门，可实现任意的三变量阈值函数。     

基于RTD可编程逻辑门的数字电路3层网络综合算法

随着集成电路的不断发展,CMOS器件的工艺逐渐达到其物理设计极限,研究新器件和新设计方法成为集成电路继续发展的必经之路. 阈值逻辑门因具有强大的逻辑功能而备受关注,共振隧穿二极管（RTD）因其负阻特性在设计阈值逻辑门时更具优势. 由于阈值逻辑门与二进制神经元模型有相似之处,因此可用神经网络模型实现逻辑函数,从而为电路设计提供新的思路. 对基于RTD可编程逻辑门的3层网络算法中的隐层综合算法进行了改进,提出采用汉明距离最大优先覆盖的方法对真向量进行覆盖,从而提高了真向量的覆盖效率,减少了隐层函数个数,并采用真假向量标记的方法简化了隐层综合算法.提出的算法比原隐层综合算法简单,进一步简化了基于RTD可编程逻辑门实现n变量函数的电路.