基于随机共振的逻辑计算理论回顾与展望.docVIP

第32卷第10期 仪 器 第32卷第10期 仪 器 仪 表 学 报 VoL 32 No．10 2011年10月 Chinese Journal of Scientific Instrument 0ct．201l 基于随机共振 的逻 辑计算理论回顾与展望木 张雷1’2，宋爱国1 (1东南大学仪器科学与工程学院南京210096；2中国计量学院信息科学与工程学院杭州310018) 摘要：近年来，非线性科学领域中最重要的发现之一就是随机共振现象：噪声、输人信号和非线性系统之间通过相互作用，适 量的噪声能够最优地增强非线性系统输出反应；另一方面，随着芯片制造T艺精确到纳米级尺度，噪声成为计算设备芯片大规 模集成技术所面临的一个重要问题。对于计算精度、速度以及能耗三者之间的关系，通常不得不牺牲其中一方面的性能以保持 其他两方面性能的优势。不同于传统的电路设计理念，通过控制噪声驱动的非线性动力系统来构造逻辑设备的思路受到了研 究者的关注。基于随机共振理论，噪声驱动的非线性系统能够被用来设计非线性逻辑门。综述了噪声驱动的计算理论的必威体育精装版 进展，深入地介绍了一些模型以及存在的问题，并指出了进一步研究的方向。 关键词：随机共振；逻辑；噪声；逻辑随机共振；非线性系统；芯片设计 中图分类号：TN911 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：130．40 520．30 510．40 Renew and prospect of logic computation based on stochastic resonance Zhang Leil，-。Song Aign01 (Jboo／ofInstrument Science and Engineering，Southeast University，Nanjing 210096，China； 2 College ofInformation Engineering，China Jiliang University，Hangzhou 310018，China) Abstract：Over the last few years，one of the most remarkable discoveries in nonlinear science is stochastic resonance (SR)，which provides interesting example in which the addition of appropriate amount of noise sometimes optimally amplify output response through a delicate interplay among input signal，noise and nonlinear system．On the other hand，as the size of chip shrinks to nanometer scale，the unavoidable noise in electronic devices becomes serious issue in high density integration technology．However，in the speed·error—heat triangle relationship induced by the miniaturization of microelectronics，oile has to give up of the three performance factors in order to keep the other two performance factors．Therefore，major breakthroughs still needed to secure future performance evo- lution．Some researchers have shifted their attention to the construction of reliable logical devices through harnessing noisy nonlinear dynamical systems。which are essentially different from traditional circuit designs．Based SR theo． ry，noise driven nonlinear systems are exploited to design logic gates．In this paper，noise driven computing theory is introduced