基于憶阻器的混沌電路與邏輯運(yùn)算.pdf

1、1971年，美國加州大學(xué)伯克利分校蔡少棠根據(jù)電路完備性理論，預(yù)測了憶阻器的存在;2008年，HP實驗室提出憶阻器的物理模型。憶阻器獨(dú)有的納米級尺寸，天然的存儲能力和非線性特性，引起了人們廣泛地關(guān)注。本文著重研究憶阻器在混沌電路和邏輯門電路構(gòu)造中的應(yīng)用潛力。一方面，隨著混沌系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，由于傳統(tǒng)混沌電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜且易出現(xiàn)電路故障，使得混沌系統(tǒng)的發(fā)展遇到障礙。另一方面，計算機(jī)系統(tǒng)是基于邏輯門來實現(xiàn)的，在許多情況下，必須利用邏輯門在存儲

2、器與算術(shù)邏輯單元之間反復(fù)傳遞操作數(shù)。傳統(tǒng)邏輯門由晶體管構(gòu)成，隨著晶體管尺寸縮小即將達(dá)到極限，傳統(tǒng)邏輯門面臨的發(fā)展瓶頸。本文利用憶阻器的非線性特性，構(gòu)造基于憶阻器的混沌電路;利用憶阻器的開關(guān)特性，設(shè)計基于憶阻器的邏輯門電路;利用憶阻器的納米級尺寸優(yōu)勢，可以使提出的混沌電路和邏輯門電路更加微型化。本文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了憶阻器的基本理論及工作原理，用數(shù)值仿真，Pspice等軟件對惠普憶阻器進(jìn)行了建模和仿真，從而證實了

3、憶阻器的基本性質(zhì)，同時介紹了憶阻器的典型應(yīng)用。
　　 (2)介紹了傳統(tǒng)的蔡氏混沌電路，分析其電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)更加簡單的四階蔡氏混沌電路，并分析了線性耦合和無量綱方程對該混沌電路性能的影響。
　　 (3)將憶阻器引入到改進(jìn)后的蔡氏混沌電路中，簡化了其電路結(jié)構(gòu)，并用數(shù)值仿真對此電路進(jìn)行了仿真，用Lyaponov指數(shù)分析該電路的混沌特性，驗證了用憶阻器取代蔡氏二極管后的有效性，同時探討了改變電路參數(shù)后對混沌特性的影