可逆逻辑门网络级联及其应用研究

发布时间：2022-07-01 09:24

　　可逆逻辑综合是一个新兴的研究领域,对量子通信、低功耗电路设计和信息安全等诸多研究领域具有重要的理论意义和实际应用价值。可逆逻辑门级联是可逆逻辑综合的重要组成部分。可逆逻辑门级联可逆网络,就是按照可逆网络无扇出、无反馈等约束条件和限制,实现相应的可逆逻辑网络,并使得代价尽可能小。目前,在可逆逻辑门网络的构造、可逆逻辑综合的算法、规模、优化、代价以及可逆逻辑综合相关应用等方面有许多问题需要解决。本文将可逆逻辑门级联方法及其应用研究作为重点,主要进行了如下几个方面的工作：1、为了使可逆门级联更具一般性,在对典型的可逆逻辑门进行分析的基础上,给出了基于Toffoli门、SWAP门和Fredkin门的可逆逻辑门库,提出了种典型可逆门簇基本元素库的构造算法,给出了不同输出向量可逆网络的构造方法,与全部3-输入/输出benchmark例题相比较,控制位数和可逆逻辑门数量都更优。2、为了提高可逆门逻辑级联的规模,解决可逆门逻辑级联过程中超指数增加的存储需求以及可逆门的数量等问题,给出了一种基于正/反控制门的网络级联算法；设计了一组由正/反控制门组成的模板,提出了对正/反控制门级联网络的约简算法；通过引... 

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 国内外研究概况
    1.4 论文的主要研究内容
    1.5 论文的结构
第二章 可逆逻辑门与可逆网络
    2.1 布尔代数基础
    2.2 可逆逻辑门
        2.2.1 控制反门
        2.2.2 控制交换门
    2.3 可逆逻辑网络
        2.3.1 可逆逻辑函数
        2.3.2 可逆逻辑网络结构
    2.4 可逆逻辑综合的关键问题
    2.5 本章小结
第三章 典型可逆门簇网络组合级联
    3.1 已有的可逆门网络级联方法
    3.2 基本定义
    3.3 典型可逆门簇的组合级联法
        3.3.1 典型可逆门簇网络模型
        3.3.2 对网络的输入/输出位及垂直线编号
        3.3.3 典型可逆门簇基本元素库的构造
        3.3.4 可逆网络的组合级联
        3.3.5 实验结果及分析
    3.4 本章小节
第四章 正反控制门和正反控制门簇的可逆网络级联
    4.1 正/反控制门
    4.2 基于正/反控制门的可逆逻辑综合
        4.2.1 于正/反控制门的可逆网络级联算法
        4.2.2 正/反控制门级联网络的化简
        4.2.3 实验结果及分析
    4.3 正/反控制门簇的可逆网络级联
        4.3.1 正/反控制门簇的可逆网络级联算法
        4.3.2 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 基于可逆逻辑门的DES加密系统功能模块设计
    5.1 DES算法原理
    5.2 基于可逆逻辑门的电路分析和设计
    5.3 基于可逆逻辑门的DES系统功能模块设计
        5.3.1 主控制模块的可逆设计
        5.3.2 密钥模块的可逆设计
        5.3.3 运算模块的可逆设计
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
英文缩写词表
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文及参加的项目
    A:在国内外刊物上发表的论文
    B:在国际学术会议上发表的论文
    C:申请的发明专利
    D:参加的项目
致谢



本文编号：3653979