基于FPGA的概率電路仿真方法研究.pdf

1、隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，芯片處理速度快速提高的同時(shí)能耗也隨之不斷增大，而隨著CMOS器件尺寸進(jìn)入納米時(shí)代，各類內(nèi)部干擾因素對CMOS器件電學(xué)特性的影響也愈發(fā)明顯。同時(shí)，隨著各類電子產(chǎn)品的加速普及，人們在期望獲得更高硬件性能的同時(shí)，也希望能夠降低設(shè)備功耗。針對上述問題，研究者們提出了PCMOS概率器件的概念，即輸出并非確定，而是存在概率性錯誤的CMOS器件。而為了將PCMOS概率電路應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中，就要解決如何對其進(jìn)行仿真建模的問題?；贔

2、PGA的硬件仿真方法具有仿真速度快，仿真過程高度可控等優(yōu)勢，是一種極佳的仿真方式。
　　本文從概率電路底層建模方法出發(fā)，對概率電路基本特性進(jìn)行了全面的介紹，對概率電路開關(guān)模型、門電路概率模型進(jìn)行了詳盡的分析。隨后對基于FPGA的概率電路仿真方法的仿真速度進(jìn)行了研究分析，證明了其相對基于PC的仿真方式的仿真速度優(yōu)勢。本文介紹了基于FPGA的單級錯誤仿真算法，并分析其電路開銷。針對單級算法存在的問題，提出了一種新的多級仿真算法，并通過

3、仿真對新算法與已有的單級仿真算法進(jìn)行了對比分析。仿真結(jié)果表明，多級算法可以有效的減小電路開銷，從而擴(kuò)大了FPGA仿真方式的應(yīng)用范圍。
　　本文還針對如何調(diào)整電路中各概率單元錯誤概率的問題進(jìn)行了研究。首先介紹了一種三步矩陣構(gòu)建法及其算法過程，分析了其存在的問題，進(jìn)而提出了一種新的基于最速下降法與二分法的概率調(diào)整算法，并對其算法過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析與仿真，仿真結(jié)果證明了二分速降法令概率調(diào)整過程更具規(guī)律性和方向性，大大加速了調(diào)整過程，進(jìn)