基于RTD可编程逻辑门的<i>n</i>变量函数实现算法

doi:10.3785/j.issn.1008-9497.2022.04.011

浙江大学学报（理学版）

2022, Vol. 49

Issue (4): 474-480 DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2022.04.011

电子科学

基于RTD可编程逻辑门的n变量函数实现算法

姚茂群(

),冯杰,刘志强,李聪辉

杭州师范大学信息科学与技术学院，浙江杭州 311121

A realization algorithm of n-variable functions based on RTD programmable logic gate

Maoqun YAO(

),Jie FENG,Zhiqiang LIU,Conghui LI

School of Information Science and Technology，Hangzhou Normal University，Hangzhou 311121，China

全文: PDF(1198 KB)

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摘要：

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。

关键词： RTD可编程逻辑门; n变量函数实现算法; 汉明距离; 最优输入向量; 变换次数

Abstract:

The resonant tunneling diode (RTD) programmable logic gate is a threshold logic circuit, which is composed of the monostable-bistable transition logic element (MOBILE) and positive and negative input branches. Since the three-layer network structure in the binary neuron model can be used to realize the threshold function, an realization algorithm of n-variable functions based on RTD programmable logic gate is proposed through the three-layer network structure. According to the order of the Hamming distance from large to small, the algorithm searches for the optimal input vector and uses the theorem 1 or theorem 2 to generate hidden layer functions. By judging the value of transformation times, the true and false of the input vector and the weight of the hidden layer function can be determined. The accuracy of the algorithm is improved by defining the optimal input vector and the transformation time. And due to the use of the theorem 2, the circuit designed by the algorithm is also more simple.

Key words: RTD programmable logic gate realization algorithm of n-variable functions Hamming distance optimal input vector transformation time

收稿日期: 2021-08-17 出版日期: 2022-07-13

CLC:

TN 432

基金资助: 国家自然科学基金资助项目(61771179)

作者简介: 姚茂群（1967—），ORCID：https：//orcid.org/0000-0001-6484-4972，女，博士，教授，主要从事低功耗数字集成电路设计、智能控制、神经网络和模糊逻辑、物联网及应用研究，E-mail：yaomaoqun@163.com.

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姚茂群, 冯杰, 刘志强, 李聪辉. 基于RTD可编程逻辑门的n变量函数实现算法[J]. 浙江大学学报（理学版）, 2022, 49(4): 474-480.

Maoqun YAO, Jie FENG, Zhiqiang LIU, Conghui LI. A realization algorithm of n-variable functions based on RTD programmable logic gate. Journal of Zhejiang University (Science Edition), 2022, 49(4): 474-480.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/sci/CN/10.3785/j.issn.1008-9497.2022.04.011 或 https://www.zjujournals.com/sci/CN/Y2022/V49/I4/474

图1 MOBILE电路图

图2 RTD可编程逻辑门及其电路符号

图3 四变量函数f(x1,x2,x3,x4)的卡诺图

图4 四变量函数实现电路

图5 四变量函数实现电路的HSPICE仿真

图6 五变量函数f(x1,x2,x3,x4,x5)的卡诺图

图7 五变量函数实现电路

图8 五变量函数实现电路的HSPICE仿真

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