[发明专利]基于CNN的动态可重构逻辑门实现方法及其实现电路

摘要

本发明公开了一种基于CNN的动态可重构逻辑门实现方法及其实现电路，利用输入信号、模板参数和偏置量参数建立状态方程，得到系统状态变量的方程，并仅通过改变模板参数信号，可动态实现不同的逻辑功能；本发明所设计的基于CNN的动态可重构逻辑门实现方法及其实现电路具有电路更简单、系统稳定性高且适于超大规模集成电路实现等优点。

主权项

一种基于CNN的动态可重构逻辑门实现方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤（1）：利用输入信号、模板参数和偏置量参数建立如下状态方程： dV x dt = - V x + af ( V x ) + z + b 1 V 1 + b 2 V 2 则其输出方程为： f ( V x ) = 1 2 [ | V x + 1 | - | V x - 1 | ] 其中，V1和V2分别定义为第一输入信号和第二输入信号，Vx表示系统状态变量，a、b1、b2分别定义为第一模板参数、第二模板参数和第三模板参数，z定义为偏置量参数，f(Vx)定义为逻辑门输出信号；步骤（2）：设定a=2，稳定状态电压方程为dVxdt=0，将dVxdt=0代入 dV x dt = - V x + af ( V x ) + z + b 1 V 1 + b 2 V 2 中得到系统状态变量Vx的方程：Vx=af(Vx)+z+b1V1+b2V2步骤（3）：若要实现逻辑门输出信号为高电平，即f(Vx)=1，则系统状态变量Vx>1，将f(Vx)=1和a=2代入步骤（2）中的系统状态变量Vx的方程，则逻辑门输出为高电平的条件为：2+z+b1V1+b2V2>1；若要实现逻辑门输出为低电平，即f(Vx)=‑1，则系统状态变量Vx<1，将f(Vx)=‑1和a=2代入步骤（2）中的系统状态变量Vx的方程，则逻辑门输出为 低电平的条件为：‑2+z+b1V1+b2V2<‑1；步骤（4）：实现OR门时，参数a、b1和b2需同时满足下述条件：输入信号组合为(1,1)时，逻辑门输出为高电平，实现条件为z+b1V1+b2V2≥1，将V1=V2=1代入z+b1V1+b2V2≥1得到z+b1+b2≥1；输入信号组合为(1,0)时，逻辑门输出也为高电平，实现条件同样为z+b1V1+b2V2≥1，将V1=1，V2=‑1代入z+b1V1+b2V2≥1并得到z‑b1+b2≥1；输入信号组合为(0,1)时，逻辑门输出为高电平，实现条件同样为z+b1‑b2≥1；输入信号组合为(0,0)时，逻辑门输出为低电平，实现条件为z+b1V1+b2V2≤‑1，将V1=V2=‑1代入z+b1V1+b2V2≤‑1并得到z‑b1‑b2≤‑1；综上所述：实现OR门的参数取值范围为：z≥1,b1≥1,b2≥1；实现AND门时，参数设置需满足：z≤‑1,b1≥1,b2≥1；实现NAND门时，参数设置需满足：z≥‑1,b1≤‑1,b2≤‑1；实现NOR门时，参数设置需满足：z≤‑1,b1≤‑1,b2≤‑1；实现0门时，参数设置需满足：z≤‑1,b1≥‑1,b2≥‑1；实现1门时，参数设置需满足：z≥1,b1≥‑1,b2≥‑1；实现G0门时，参数设置需满足：z≤‑1,b1≤‑1,b2≥1；实现G1门时，参数设置需满足：z≤‑1,b1≤1,b2≤‑1；实现NG0门时，参数设置需满足：z≥1,b1≥1,b2≤‑1；实现NG1门时，参数设置需满足：z≥1,b1≤‑1,b2≥1；实现F0门时，参数设置需满足：z≥‑1,b1≤‑2,b2≥0；实现F1门时，参数设置需满足：z≥‑1,b1≤0,b2≤‑2；实现T0门时，参数设置需满足：z≥‑1,b1≥0,b2≤0；实现T1门时，参数设置需满足：z≥‑1,b1≤0,b2≥2。