基于CNFET的三值脉冲型移位寄存器设计

通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)多阈值特性和多值逻辑原理的研究,结合移位寄存器设计方法,提出基于CNFET的具有左移右移并入并出功能的三值脉冲型移位寄存器设计方案.该方案首先利用开关信号理论和CNFET特性设计三值D触发器;然后设计三值T运算电路,并实现数据选择器逻辑功能;最后,在此基础上设计基于CNFET的三值脉冲型移位寄存器.经实验验证,所设计的电路输出稳定,具有正确的逻辑功能,且与CMOS低功耗移位寄存器相比,功耗延时积(Power-Delay Product)降低76.7%.     

三值绝热多米诺T运算电路设计

通过对多值逻辑和绝热多米诺电路工作原理及结构的研究,提出三值绝热多米诺T运算电路的设计方案.该方案首先将三值T运算定义与三值文字运算相结合,得到基于文字运算的T运算定义式;然后以开关信号理论为指导,推导出逻辑0与逻辑2选通电路的开关级表达式,并利用文字运算互斥互补关系,得到逻辑1选通电路的开关级表达式;最后根据这些表达式进一步实现了三值绝热多米诺T运算电路.经HSPICE仿真验证,该电路具有正确的逻辑功能及低功耗特性.     

三值移位寄存器与三值环形计数器

本文利用三值D型触发器和三值置态型触发器,提出了对三值移位寄存器和三值环形计数器的电路设计.讨论表明所设计的电路在结构和功能上与二值电路均有很好的对应关系,同时还揭示了三值环形计数器的各种结构与三值变量的极性变换有关.     

三值绝热门控串行数值比较器设计

通过对数值比较器、多值逻辑电路和绝热电路工作原理及结构的研究,提出一种新型的三值绝热门控高位先行串行数值比较器设计方案.该方案利用电路三要素理论,分别推导出构成三值绝热门控串行数值比较器的三值绝热文字电路和一位三值绝热数值比较器的元件级函数表达式及相应的电路结构.PSPCIE模拟结果表明,所设计的电路逻辑功能正确,具有绝热电路能量恢复的特点,将其与传统三值CMOS高位先行串行比较器相比,平均节省功耗约90%.     

三值移位寄存器与三值环形计数器

本文利用三值D型触发器和三值置态型触发器，提出了对三值移位寄存器和三值环形计数器的电路设计.讨论表明所设计的电路在结构和功能上与二值电路均有很好的对应关系，同时还揭示了三值环形计数器的各种结构与三值变量的极性变换有关.     

双边沿移位寄存器的设计原理及其应用

从消除时钟信号冗余跳变而致的无效功耗的要求出发,提出双边沿移位寄存器的设计思想.该移位寄存器的功能已用PSPICE程序模拟验证.使用该移位寄存器设计双边沿移位计数器的实例被演示.对模拟所得数据的计算结果表明,与实现相同功能的单边沿移位寄存器相比,由于工作频率减半,双边沿移位寄存器的功耗有明显降低     

2-4混值/8值绝热加减法计数器开关级设计

通过对8值逻辑编码技术、绝热电路和加减法计数器工作原理及结构的研究,提出带进位/借位的2-4混值/8值绝热加减法计数器设计方案.首先,该方案以开关信号理论为指导,分别推导出2-4混值/8值触发型绝热正循环门和进位/借位电路的开关级结构式,然后利用多阈值NMOS管和交叉存贮结构实现相应电路,并在此基础上实现带进位/借位的2-4混值/8值加减法计数器.最后,PSPICE模拟验证所设计的电路具有正确的逻辑功能,在55.6 MHz工作频率下,与常规CMOS 2-4混值/8值加减法计数器相比,节省功耗约95%.     

基于集成移位寄存器的扭环形计数器自启动设计

分析了扭环形计数器工作时的状态转换过程,分析了集成移位寄存器的逻辑功能,提出了用集成移位寄存器74LS194构成扭环形计数器的一些新的设计方案,即移位寄存器的状态变化在右移移位或并行输入符合右移规律的数码、反馈实现取反循环移位的基础上,对任何一位触发器的激励函数进行逻辑修改,可实现扭环形计数器自启动设计.所述方法的创新点是提出了MSI集成移位寄存器改变应用方向的逻辑修改方法.     

基于次态卡诺图的移位寄存器型计数器的自启动设计

分析了移位寄存器型计数器工作时的状态转换过程,提出了移位寄存器型计数器的设计可在保持右移移位寄存器内部结构不变的基础上,只求解第1位触发器激励函数的设计方法.分析了触发器次态函数与激励函数的关系,提出了在次态函数卡诺图上进行激励函数最小化求解与检查无效状态所赋次态值及逻辑修改同步进行的移位寄存器型计数器自启动设计方法.     

三值ECL极性变换电路的设计和计算机模拟

本文引入了一组能在多值ECL电路中揭示信号与元件相互作用过程的新运算,并讨论了有关的性质.在此基础上设计了三值ECL极性变换电路.经过SPICE 2对电路进行计算机模拟,其结果表明该电路能实现其正确的逻辑功能并具有良好的DC与瞬态性能.     

低功耗CMOS三值四输入全加器设计及其应用

针对传统三值全加器没有充分利用进位的不足,提出一种新型的三值四输入全加器电路结构,并用CMOS设计这种全加器,与传统的三值三输入全加器相比,将原有的输入由3个增加到4个,将原有的进位由二值信号变为三值信号.所提出的三值四输入全加器增加了处理的信息量,提高了进位端的利用率,在较大电路设计中能减少所用加法器模块的数量,并减少所用管子数和降低芯片面积.基于该新型全加器,设计了3个四位三值数串行加法电路.经Hspice模拟,所设计的电路有正确的逻辑功能,与基于传统三值三输入全加器的设计相比,在处理信息量较大的电路设计中具有很好的低功耗特性.     

基于多β晶体管的三值全功能触发器及其应用

本文在分析多β晶体管工作原理的基础上,提出了利用多β晶体管结合ECL构成三值开关,并以此为基础设计了三值D型锁存器和三值主从型D触发器．本文还设计了三值全功能触发器,并讨论了三值全功能触发器的逻辑功能及其激励函数,最后应用全功能触发器对时序电路的实例进行了设计,实例设计表明应用该触发器可以简化电路结构,提高电路的工作速度．     

三值函数表格法最小化中的消变量与消闭化简

本文在讨论Post代数中三值函数的代数基础、成本计算方法与函数简化准则的基础上提出了兼考虑消变量与消阑化简的三值函数表格法最小化程序.通过实例的化简表明考虑消阂化简后所得的函数的最小化SOP形式要比只考虑消变量化简所得的形式更简单，相应电路的成本更低.     

用电流型CMOS电路实现三值算术电路

本文修改了作者提出的适用于电压型CMOS电路的三值传输函数理论,使之适用于电流型CMOS电路.基于该理论,本文设计了实现三值加法和三值乘法的电流型CMOS电路.这些电路具有简单的电路结构和正确的逻辑功能,从而表明该理论能有效地指导电流型CMOS电路在开关级的逻辑设计.     

四值施密特电路设计

本文分析了四值施密特电路工作过程中的时序特征,导出了相应的特征方程,并利用时序电路的设计方法,提出了两种四值施 特电路的设计方案,基于TTL技术设计的四值施密特电路已用PSPICE模拟证明了具有理想的施密特电路功能,讨论表明四值施密特电路的特征方程及电路的逻辑结构与对二值施密特电路及三值施密特电路讨论的结果相同,由此发现各种基的施密特电路具有共性。     

三值电流型CMOS全加器的改进设计

以开关信号理论为指导,对电流型CMOS电路中如何实现阈值控制进行了讨论.建立了实现阈值控制电路的电流传输开关运算.在此基础上设计了具有阈值控制功能的电流型CMOS三值全加器.通过对开关单元实施阈值控制后,所设计的电路在结构上得到了非常明显的简化,在性能上也获得了优化.HSPICE模拟验证了所提出的电路具有正确的逻辑功能,并且较之以往设计具有更好的瞬态特性和更低的功耗.