一种基于三维忆阻离散映射的随机瞬态功率测试信号产生装置

专利主权项内容

1.一种基于三维忆阻离散映射的随机瞬态功率测试信号产生装置，其特征在于，包括：时序控制模块，用于对系统时钟进行计数，当达到计数阈值DM_CNT时，其输出即系统使能信号En变为高电平，并保持一个系统时钟，然后变为低电平，系统使能信号En的周期为随机瞬态功率测试信号的更新周期，记为t；syssys1三维并联忆阻逻辑斯蒂映射(3Dimensional Parallel bi-Memristor Logistic Map，简称3D-PMLM)模块，用于产生两路伪随机序列，其映射模型为：其中，a是逻辑斯蒂映射(Logistic Map)的参数，b和c分别是离散忆阻器与逻辑斯蒂映射之间的耦合系数，k、k、k分别是离散忆阻器/>的0阶、1阶以及2阶系数，k、k分别是离散忆阻器/>的1阶以及2阶系数，x、y以及z分别为n时刻的三维状态值，x、y以及z分别为n+1时刻的三维状态值；01212nnnn+1n+1n+1当系统使能信号En的上升沿产生时，启动三维并联忆阻逻辑斯蒂映射模块，并根据输入的三维状态初始值x、y以及z，按照映射模型不断更新三维状态值，当更新时长t后，停止更新，此时的时刻记为L，将P个三维状态值x, x, …, x作为一路伪随机序列，记为x[P-1 : 0]，将P个三维状态值y, y, …, y作为另一路伪随机序列，记为y[P-1 : 0]；sys0002LL-1L-P+1LL-1L-P+1同时，三维并联忆阻逻辑斯蒂映射模块启动，三维状态值开始更新时，其输出的更新状态信号EN变为高电平并保持，当更新结束后，更新状态信号EN自动置0；PMLMPMLM波形输出复位模块，用于产生波形输出复位信号DDS，当检测到系统使能信号En的上升沿时，置波形输出复位信号DDS为低电平，在检测到更新状态信号EN的下降沿时，置波形输出复位信号DDS为高电平；rstsysrstPMLMrst两块波形输出模块，一块用于接收伪随机序列x[P-1 : 0]，另一块用于接收伪随机序列y[P-1 : 0]，波形输出复位信号DDS分别送入到两块波形输出模块中；rst波形输出模块由DDS模块、输出控制模块以及输出选择模块组成，其中：DDS模块中有两个寄存器R、R以及一DDS复位模块，其中，寄存器R用于存储频率控制字K，接收到的伪随机序列选取M位状态值作为起始相位控制字IPh存储在起始相位字同步寄存器R中；波形输出复位信号DDS通过DDS复位模块对DDS模块进行复位，即波形输出复位信号DDS为低电平时，DDS复位模块输出的DDS使能信号EN也为低电平，DDS模块不工作；波形输出复位信号DDS为高电平时，DDS模块启动，读取寄存器R的频率控制字K，根据DDS原理产生M位的累加地址，并与寄存器R中的起始相位控制字IPh相加，得到读地址Raddr，依据读地址读取波形存储器中波形数据，并作为DDS模块的输出；121f12rstrstDDSrst1f12输出控制模块中有一计数复位模块、一整数周期计数器以及一小数周期计数器，波形输出复位信号DDS通过计数复位模块对整数周期计数器进行复位，即波形输出复位信号DDS为低电平时，计数复位模块输出计数使能信号EN为低电平，整数周期计数器不进行计数，且其计数值CNT＝0，同时，其输出的小数周期计数使能信号EN也为低电平，小数周期计数使能信号EN为低电平使小数周期计数器输出的DDS选择信号SEL也为低电平；rstrstcnt11cnt2cnt2DDS当波形输出复位信号DDS从低电平变为高电平时，计数复位模块输出的计数使能信号EN从低电平变为高电平，使能整数周期计数器，整数周期计数器开始工作；整数周期计数器输入包括DDS模块中得到读地址Raddr、选取的起始相位控制字Iph、周期数控制字NP以及计数使能信号EN，其中，周期数控制字NP为接收到的伪随机序列选取M位状态值构成；rstcnt1cnt12记读地址Raddr延迟一个时钟周期的信号即上一个时钟周期的读地址为Raddr_dly，在计数使能信号EN使能后，整数周期计数器的计数值CNT自加1的两个规则如下：cnt11规则1：如果Raddr_dly＜Raddr，当Raddr_dly≤Iph并且Iph≤Raddr时，CNT＝CNT+1，否则，计数值CNT维持不变；111规则2：如果Raddr_dly＞Raddr，当Raddr_dly≤Iph或者Iph≤Raddr时，CNT＝CNT+1，否则，计数值CNT维持不变；111当CNT＝NP时，其输出的小数周期计数使能信号EN变为高电平，否则，维持低电平；1cnt2当时，置DDS使能信号EN为低电平，复位DDS模块；DDS接收到的伪随机序列选取M位状态值作为结束相位控制字Eph；当小数周期计数使能信号EN变为高电平时，使能小数周期计数器；小数周期计数器的输入包括DDS模块中得到读地址Raddr、选取的结束相位控制字Eph、以及小数周期计数使能信号EN，小数周期计数器输出的DDS选择信号SEL的改变规则如下：3cnt2cnt2DDS规则1：如果Raddr_dly＜Raddr，当Raddr_dly≤Eph并且Eph≤Raddr时，DDS选择信号SEL变为高电平，否则，DDS选择信号SEL维持低电平；DDSDDS规则2：如果Raddr_dly＞Raddr，当Raddr_dly≤Eph或者Eph≤Raddr时，DDS选择信号SEL变为高电平，否则，DDS选择信号SEL维持低电平；DDSDDS输出选择模块，用于根据DDS选择信号SEL选择波形输出模块的输出：当DDS选择信号SEL为低电平时，选择DDS模块的输出作为波形输出模块的输出，当DDS选择信号SEL为高电平时，选择一个低电平作为波形输出模块的输出；DDSDDSDDS两个DAC，分别对两个波形输出模块的输出进行数模转化，得到两路信号作为随机特征的瞬态功率测试信号即瞬态电压和瞬态电流信号。