基于电路三要素理论的2-5混值/十值计数器研究

通过对2-5混值编码原理、电路三要素理论和N+1值代数理论的分析,定量研究了2-5混值门电路、触发器和带进位/借位的加减法计数器,最后设计了2-5混值/十值译码电路,使计数器输出为十值信号。与以往十值电路的设计方法相比较,此设计方案具有编码效率高、供电电压低等特点。计算机模拟验证了上述理论和依此理论设计的电路的正确性。

三值电压型CMOS施密特电路研究

首先对二值ＣＭＯＳ施密特电路的设计思想进行了分析，指出设计施密特电路的关键为阈值控制电路。根据三值ＣＭＯＳ电路有两个信号检测阈的特点，提出了通过文字电路将两个检测阈分离后进行分别控制并由文字电路的输出去控制ＣＭＯＳ传输门的设计方法，由此设计了三值ＣＭＯＳ施密特反相器。

基于施密特电路的多值脉冲电路研究

通过对基于施密特电路的二值单稳态触发器和二值无稳态触发器设计思想的分析,提出了以三值单稳态触发器和三值无稳态触发器为代表的多值脉冲电路的设计方案,并通过PSPICR5.0软件模拟,结果表明所设计的电路具有正确的逻辑功能.

基于集成门电路的三值无稳态触发器研究

通过对二值无稳态触发器设计原理的重新归纳，本文从三值单稳态触发器的设计出发，提出了基于集成门电路的三值无稳态触发器的设计方案，并用ＰＳＰＩＣＥ程序进行计算机验证。结果表明所设计的三值无稳态触发器具有正确的逻辑功能。本文还进一步提出了三值等宽的三值无稳态触发器的设计方案。

CMOS电路开关级设计中的开关共享研究

研究了CMOS电路在开关级设计中的开关共享技术,以使实现多函数的电路之间通过共享MOS开关管或开关网络达到电路的进一步简化.提出了开关或开关网络共享的条件,并讨论了开关共享对电路工作发生的影响.通过对电路设计实例的分析研究了开关共享后电路物理参数的变化,并分析了开关共享的禁用条件.

基于电路三要素理论的五值计数器研究

本文提出六值代数,建立五值电路三要素理论(信号、网络和负载理论),作为定量研究五值电路的数学工具。在此基础上,首先用δ展开法由五值电路功能直接推出具有复位功能的五值反相器和动态D触发器的元件级结构。然后,对五值计数器进行研究,将其划分为五种类型,并设计出电路结构简单的具有复位功能的五值移位计数器。计算机模拟验证了上述理论和电路的正确性。

基于集成门电路的三值单稳态触发器研究

通过对二值单稳态触发器设计原理的重新归纳，本文从三值三稳态触发器的正确设计出发，提出了二种三值单稳态触发器的设计方案。以RC微分电路为定时电路的设计已用PSPICE程序进行计算机验证。结果表明所设计的二种三值单稳态触发器具有正确的功能。与二值单稳态触发器相比，它们具有更强的功能并能在实用设计中获得更广泛的应用。

三值钟控传输门绝热逻辑电路研究

通过分析开关—信号理论和绝热电路工作原理及结构,提出三值钟控传输门绝热逻辑(Ternary Clocked Transmission Gate Adiabatic Logic,TCTGAL)电路设计方案。该方案利用NMOS管自举效应和CMOS-latch结构对输出负载进行充放电,并通过NMOS管栅漏并接对输出降压限幅;然后依据开关—信号理论推导出三值绝热文字运算电路的开关级结构式,并在此基础上实现T运算电路。最后,PSPICE模拟验证所设计的电路具有正确的逻辑功能和显著的低功耗特性。

量子遗传算法在多输出Reed-Muller逻辑电路最佳极性搜索中的应用

量子遗传算法是一种融合量子计算和遗传算法优点的智能算法,常用于求解组合优化问题.本文给出多输出RM(Reed-Muller)逻辑电路最佳极性搜索方案,将量子遗传算法应用到多输出固定极性RM电路逻辑优化中.针对量子遗传算法易陷入局部极值的缺陷,结合群体灾变思想,提出一种基于量子遗传算法的多输出RM逻辑电路最佳极性搜索算法.最后对多个大规模PLA格式基准电路测试表明:该算法与基于遗传算法的最佳极性搜索相比,在优化能力、寻优性能和收敛速度等方面都有不同程度的提高.

基于PSGA算法的ISFPRM电路面积与功耗优化

包含r个无关项的ISFPRM(Incompletely Specified Fixed Polarity Reed-Muller)电路有2r种不同的无关项取舍,其对应的FPRM(Fixed Polarity Reed-Muller)电路结构、面积与功耗不尽相同.因此本文提出一种基于PSGA(GeneticAlgorithm Based on Predatory Search Strategy)算法的ISFPRM电路面积与功耗优化算法:首先,通过对ISFPRM展开式以及快速列表技术的透析,归纳出不同无关项取舍的ISFPRM展开式极性转换方法,得到对应的FPRM展开式;然后,估算FPRM电路的面积与功耗;最后,利用PSGA算法搜索最佳无关项取舍.实验表明,该算法与不考虑无关项的极性优化结果相比,面积与功耗均有显著节省.

智能交通系统中的计算机视觉技术应用

随着经济的发展，如何保障交通的顺畅与安全已成为世界性的热点研究课题之一。文章对智能交通系统进行了分析，并着重讨论了计算机视觉技术在智能交通系统中的应用。提出了一种基于背景差的车辆检测算法，在灰度图像序列中对六条车道同时进行监测，以统计各车道的车流量，并按大中小三种车型对过往车辆进行车型识别。

基于三值多样性粒子群算法的MPRM电路综合优化

通过对离散三值粒子群算法的研究,提出一种三值多样性粒子群算法以求解MPRM(Mixed-Polarity Reed-Muller,MPRM)电路综合优化问题.首先根据混合极性XNOR/OR展开式的特点和几率换算法则,推导出三值粒子群算法的运动方程,在此基础上,采用广泛学习策略和三值变异操作进行算法改进;然后建立三值多样性粒子群算法的粒子与MPRM电路极性的参数映射关系,结合估计模型和XNOR/OR电路混合极性转换方法,将所提算法应用于MPRM电路的最佳功耗和面积极性搜索;最后对10个PLA格式MCNC Benchmark电路进行测试.结果表明:与已发表的方法相比,该文的优化算法表现出了总体显著性的性能优势.

混合极性列表技术及其在MPRM电路面积优化中的应用

通过对AND/XOR展开式和函数转换的研究,提出多输出混合极性Reed-Muller(MPRM)表达式列表技术.根据Reed-Muller可编程逻辑阵列(RMPLA)的映射方法以及电路结构建立MPRM电路面积估计模型;在此基础上,结合列表技术和面积估计模型,沿非循环格雷码极性遍历路径进行MPRM电路面积最佳极性搜索,得到面积最优的MPRM电路.通过对19个MCNC和ISCAS基准电路进行测试的结果表明:与Boolean电路和固定极性Reed-Muller(FPRM)电路相比,MPRM电路面积平均减少73.5%和51.8%.

二值、多值和绝热电路通用的电路理论

本文提出二值、多值和绝热电路通用的电路理论 ,即电路三要素 (信号 ,网络和负载 )理论 .为此首先提出普适的N +1值代数 ,推出网络转换定理和常用公式 ,用来直接由多值函数或触发器的特征方程推出它们的元件级结构 .当N充分大时该理论可推广到绝热电路 ,从而在绝热约束条件下完成绝热电路定量分析与综合 ,用于诸如交叉耦合绝热触发器和绝热同步时序电路 ,由计算机模拟检验其正确性 .

基于MODPSO算法的FPRM电路多约束极性优化方法

为求解较大规模FPRM逻辑电路中多约束条件下的极性优化问题,该文提出一种基于多目标离散粒子群优化(Multi-Objective Discrete Particle Swarm Optimization,MODPSO)算法的求解方法。首先针对FPRM电路极性设计需要满足延时短、面积小的多约束要求,构建了多目标决策模型。然后结合极性转换算法和MODPSO算法,对电路进行最优极性搜索,以获取电路延时和面积的Pareto最优解集。最后利用17个MCNC Benchmark电路进行测试,并将MODPSO算法与DPSO算法、NSGA-Ⅱ算法进行实验对比,结果验证了算法的有效性。

基于65nm工艺的多端口可配置PUF电路设计

物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）电路利用结构完全相同的电路在制造过程中存在的随机工艺偏差,产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥。该文通过对共源共栅电流镜的研究,提出一种基于电流镜工艺偏差的多端口可配置PUF电路。该PUF电路由输入寄存器、偏差电压源、复用网络、判决器阵列和扰乱模块构成,通过激励信号配置偏差电压源,无需更换硬件便可实现输出密钥的变化,且可在一个时钟周期内输出多位密钥。在SMIC 65 nm CMOS工艺下,采用全定制方式设计具有36个输出端口的PUF电路,版图面积为24.8μm×77.4μm。实验结果表明,该PUF电路具有良好的唯一性和随机性,且工作在不同温度（-40~125°C）和电压（1.08~1.32 V）下的可靠性均大于97.4%,可应用于信息安全领域。

基于控阈技术的四值电流型CMOS电路设计

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研究 .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四值比较器、全加器及锁存器等电路 .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 .PSPICE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 .

基于多策略离散粒子群算法的MPRM电路延时与面积优化

针对大规模混合极性Reed-Muller(Mixed Polarity Reed-Muller,MPRM)逻辑电路的延时与面积优化,提出一种基于多策略离散粒子群优化(Multi-Strategy Discrete Particle Swarm Optimization,MSDPSO)的极性搜索方法.在MSDPSO算法中,对粒子进行团队划分,每个团队既执行不同策略,又相互联系,并行完成探索与开发的双重任务.同时在进化过程中采用高斯调整来激活寻优能力较差的粒子.结合MSDPSO算法和列表极性转换技术,对大规模MPRM电路进行延时与面积极性搜索.最后对PLA格式的MCNC Benchmark电路进行算法性能测试,结果验证了MSDPSO算法的有效性.与离散粒子群优化(Discrete Particle Swarm Optimization,DPSO)算法的优化结果相比较,MSDPSO算法获取的电路延时平均缩短8.43%,面积平均节省38.36%.

防御差分功耗分析攻击技术研究

差分功耗分析(DPA)攻击依赖于密码芯片在执行加密/解密过程中功耗与数据及指令的相关性,利用统计学等方法对收集到的功耗曲线进行分析,盗取关键信息,对密码芯片的安全性构成极大威胁。防御DPA攻击技术的开发与研究,已经成为信息安全领域的迫切需求。该文在归纳DPA攻击原理的基础上,对主流防御DPA攻击技术的理论与设计方法进行概述与分析,指出防御DPA前沿技术的研究进展。重点讨论防御DPA攻击技术的原理、算法流程和电路实现,包括随机掩码技术、功耗隐藏技术、功耗扰乱技术等等,并详细分析这些技术存在的优缺点。最后,对该领域潜在的研究方向与研究热点进行探讨。

求解FPRM电路极性优化问题的改进多目标粒子群算法

针对多目标要求下较大规模固定极性Reed-Muller(FPRM)逻辑电路的极性优化问题,提出一种基于改进多目标粒子群算法的求解方法.首先根据延时、面积及功耗的综合要求建立FPRM电路极性优化的多目标决策模型;然后利用外部档案库引导粒子种群进行兼顾全局搜索及局部开发的双重更新,并通过Pareto占优进行粒子优劣性评价,以获取满足延时短、面积小、功耗低的最优极性解集;最后利用MCNC Benchmark电路进行性能测试,并与3种当前较优算法进行对比,验证了文中算法的有效性.