姚茂群，周传鑫，李聪辉

基于和图的电流型CMOS三变量通用逻辑门设计

姚茂群，周传鑫，李聪辉

（杭州师范大学信息科学与技术学院，浙江 杭州 311121）

电流型电路具有高速、低功耗、带宽、设计方便、直观、易于实现多值逻辑电路等优点。阈算术代数系统的提出为电流型电路的设计提供了更符合电流信号运算特点的系统方法，而和图是将逻辑函数转化为阈算术函数的图形表示方法。本文在谱技术的基础上，提出了一种新的和图与谱系数图的转换方法，设计了一种基于和图的电流型CMOS三变量通用逻辑门，即三变量特征阈值逻辑门，可实现任意的三变量阈值函数。

和图；谱技术；三变量通用逻辑门；三变量特征阈值逻辑门

0　引言

阈值函数及实现相应运算的阈值逻辑门具有很强的逻辑功能和众多独特的优点，阈值逻辑门因与人工神经网络的基本单元——神经元具有相似的结构而广受关注［1-7］。

电流型电路以电流信号为参量，相比电压型电路，具有高速、带宽、失真小等优点。此外，电流信号易实现加、减等算术运算，在多值领域具有巨大潜力。通常，电流型电路的设计基于开关信号理论［8］、多值理论［9］、阈算术代数系统、和图［10-11］等，其中，基于阈算术代数系统及和图的方法更方便直观。

和图虽可用于电流型电路的设计，但缺少一种通用的逻辑门，通过改变其输入、输出的。本文在和图的基础上，通过对逻辑函数的探讨以及对通用逻辑门设计的研究，提出一种三变量特征阈值逻辑门设计方法，为电流型CMOS电路设计提供一种新的通用方法。……