可逆計(jì)算是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,它在現(xiàn)代和未來(lái)計(jì)算機(jī)的諸多技術(shù)中都具有重要價(jià)值�？赡孢壿嬀C合是可逆計(jì)算研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一。它是低功耗電路設(shè)計(jì)和量子信息技術(shù)研究的重要組成部分,并在信息安全、納米技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域也有著重要應(yīng)用�？赡孢壿嬀C合,就是按照可逆網(wǎng)絡(luò)無(wú)扇出、無(wú)反饋等約束條件和限制,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的可逆邏輯網(wǎng)絡(luò),并使得代價(jià)盡可能小。目前,在可逆邏輯門(mén)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造、可逆邏輯綜合的算法、規(guī)模、優(yōu)化、代價(jià)以及可逆邏輯綜合相關(guān)應(yīng)用等方面有許多問(wèn)題需要解決。本文的主要貢獻(xiàn)在于:1.構(gòu)造了一個(gè)可逆邏輯門(mén)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)系統(tǒng),主要工作包括:分析和證明了同型Toffoli門(mén)串聯(lián)輸出結(jié)果與Toffoli門(mén)個(gè)數(shù)之間的關(guān)系;給出了Toffoli門(mén)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)數(shù);揭示了輸入向量（0,1,…, 2 n ?1）中Hamming重量H （ w）≥n?1的位向量個(gè)數(shù)與位向量位數(shù)之間的關(guān)系;給出了Toffoli門(mén)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)變換種類(lèi)的計(jì)算方法;提出了能夠進(jìn)行Toffoli門(mén)串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)算法。利用這些算法構(gòu)造了一個(gè)基于Toffoli門(mén)的可逆網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性。2.在可逆邏輯綜合的模型構(gòu)造和代價(jià)分析方面,提... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：123 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
圖清單
表清單
縮略語(yǔ)
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 可逆計(jì)算
    1.3 可逆計(jì)算中的邏輯綜合
        1.3.1 可逆邏輯綜合的概念
        1.3.2 可逆邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        1.3.3 可逆邏輯綜合研究的意義
    1.4 可逆邏輯綜合中的一些問(wèn)題
        1.4.1 可逆邏輯門(mén)的級(jí)聯(lián)
        1.4.2 最小代價(jià)問(wèn)題
        1.4.3 無(wú)用輸出信息位
        1.4.4 可逆邏輯綜合的規(guī)模
        1.4.5 可逆邏輯綜合方法
    1.5 本文的工作
第二章 可逆邏輯門(mén)級(jí)聯(lián)
    2.1 引言
    2.2 可逆邏輯門(mén)
        2.2.1 一位可逆邏輯門(mén)
        2.2.2 多位可逆邏輯門(mén)
    2.3 可逆網(wǎng)絡(luò)
    2.4 可逆邏輯門(mén)的通用性
    2.5 可逆邏輯門(mén)的級(jí)聯(lián)
        2.5.1 可逆邏輯門(mén)的串聯(lián)
        2.5.2 可逆邏輯門(mén)的并聯(lián)
        2.5.3 Toffoli 可逆網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造
    2.6 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于正反控制門(mén)的可逆邏輯綜合
    3.1 引言
    3.2 正反控制可逆級(jí)聯(lián)模型（PNCRC）
        3.2.1 正反控制門(mén)線型
        3.2.2 正反控制門(mén)形式化定義
    3.3 模型的代價(jià)分析及NOT 門(mén)裁剪
        3.3.1 代價(jià)分析
        3.3.2 NOT 門(mén)化簡(jiǎn)
    3.4 基于PNCRC 模型的可逆綜合
        3.4.1 相關(guān)定義
        3.4.2 可逆綜合
    3.5 基準(zhǔn)測(cè)試及其結(jié)果分析
        3.5.1 無(wú)用輸出信息分析
        3.5.2 基準(zhǔn)測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 布爾函數(shù)優(yōu)化及其可逆變換
    4.1 引言
    4.2 布爾函數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 多輸出函數(shù)的蘊(yùn)涵項(xiàng)擴(kuò)展
        4.2.2 積項(xiàng)集合的補(bǔ)集算法
        4.2.3 布爾函數(shù)的無(wú)冗余覆蓋選擇算法
    4.3 布爾函數(shù)的RM 變換
        4.3.1 基本定義
        4.3.2 Reed-Muller 系數(shù)變換
        4.3.3 固定極性變換
        4.3.4 多段分割技術(shù)
    4.4 基于REED-MULLER 的可逆綜合
    4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.5.1 等價(jià)性及效益驗(yàn)證
            4.5.1.1 估價(jià)優(yōu)化效能
            4.5.1.2 基于最小項(xiàng)的檢驗(yàn)
        4.5.2 結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于置換群的可逆綜合
    5.1 引言
    5.2 相關(guān)知識(shí)背景
        5.2.1 關(guān)于群論
        5.2.2 可逆網(wǎng)絡(luò)的群表示
    5.3 基于群的可逆網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造
    5.4 實(shí)例驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于布爾置換的可逆綜合
    6.1 引言
    6.2 可逆與布爾置換
    6.3 可逆網(wǎng)絡(luò)的迭代構(gòu)造
        6.3.1 可逆網(wǎng)絡(luò)的迭代構(gòu)造
        6.3.2 算法分析
    6.4 基于正形置換的可逆網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)
        6.4.1 正形置換
        6.4.2 基于正形置換的可逆網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)
        6.4.3 算法分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 可逆邏輯綜合在信息安全中的應(yīng)用
    7.1 引言
    7.2 可逆全加器單元的設(shè)計(jì)
    7.3 基于可逆邏輯綜合的加密方案
    7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)束語(yǔ)
    8.1 可逆計(jì)算幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)
        8.1.1 邏輯與熱能耗
        8.1.2 能量復(fù)雜度
        8.1.3 圖靈機(jī)與可逆圖靈機(jī)
        8.1.4 可逆計(jì)算與量子計(jì)算
        8.1.5 可逆計(jì)算與摩爾定律
    8.2 可逆計(jì)算的幾點(diǎn)思考
        8.2.1 可逆計(jì)算對(duì)計(jì)算意義的支持
        8.2.2 計(jì)算方式的多樣性
        8.2.3 隨機(jī)性與確定性、必然性與偶然性
        8.2.4 可逆布爾邏輯與傳統(tǒng)布爾邏輯
        8.2.5 無(wú)熱計(jì)算
        8.2.6 無(wú)尺度限制的三維電路
    8.3 本文總結(jié)
    8.4 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄
    A 本文使用的NCMC BENCHMARK 及對(duì)比效果
        A.1 PLA89
        A.2 PLA91
        A.3 PLA93
    B 可逆邏輯綜合BENCHMARK


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種抗差分功耗攻擊的改進(jìn)DES算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[J]. 蔣惠萍,毛志剛.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2004(03)
[2]對(duì)“Moore定律”及創(chuàng)新與發(fā)展策略的分析討論（中）[J]. 陳如明.  信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2003(10)
[3]國(guó)內(nèi)外密碼學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 馮登國(guó).  通信學(xué)報(bào). 2002(05)
[4]正形置換的刻劃與計(jì)數(shù)[J]. 李志慧,李學(xué)良.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(06)
[5]密碼體制中的正形置換的構(gòu)造與計(jì)數(shù)[J]. 邢育森,林曉東,楊義先,楊放春.  通信學(xué)報(bào). 1999(02)
[6]一種因果推理形式[J]. 王鏘,石純一.  軟件學(xué)報(bào). 1997(04)
[7]關(guān)于正形置換的構(gòu)造[J]. 馮登國(guó),劉振華.  通信保密. 1996(02)
[8]Reed-Muller型通用邏輯組件的邏輯綜合[J]. 陳偕雄,吳訓(xùn)威.  中國(guó)科學(xué)（A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué)）. 1985(01)
[9]開(kāi)關(guān)函數(shù)的RM展開(kāi)在固定極性下的最小化[J]. 吳訓(xùn)威,徐宗元.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 1984(03)

博士論文
[1]基于生態(tài)原理的學(xué)科協(xié)同進(jìn)化研究[D]. 王梅.天津大學(xué) 2006

碩士論文
[1]密碼芯片的功耗分析及抗功耗分析研究[D]. 劉鳴.清華大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3201225