Barış KARAKAYA, Muhammet Emin ŞAHİN, Hasan GÜLER, Arif GÜLTEN

Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi

Bu çalışmada, memristör tabanlı kaotik devre modeli Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array, FPGA) ortamında tasarlanıp gerçeklenmektedir. Bu kaotik devrede indüktör, kapasitör ve memristör olmak üzere üç devre elemanı bulunmaktadır. Devre modeli, dinamik durum denklemleri içermektedir. Kaotik davranış elde edilebilmesi için modele ait kaos parametreleri verilmektedir. Öncelikle, kaotik devreye ait durum denklemleri İleri Euler yöntemiyle ayrıklaştırılmaktadır. Sonra, ayrık zamanlı kaotik devre denklemleri, kaotik davranışın benzetimini elde etmek için Xilinx Sistem Üreteci (Xilinx System Generator, XSG) yazılımında tasarlanmaktadır. Benzetim işleminden sonra, tasarım XSG aracılığıyla sentezlenip FPGA ortamında gerçeklenmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Kaos, Kaotik Devreler, FPGA, Memristör

PDF

___

1. Chua L.O. (1971), Memristor-the missing circuit element, IEEE Transactions on Circuit Theory, 18(5): 507 – 519.
2. Strukov D.B., Snider G.S., Stewart D.R. Williams R.S. (2008), The missing memristor found, Nature, 453: 80–83.
3. Yang J.J., Pickett M.D., Li X, Ohlberg D.A.A., Stewart D.R. Williams R.S. (2008), Memristive switching mechanism for metal/oxide/metal nanodevices, Nature Nanotechnology, 3: 429-433.
4. Sahin M.E., Guler H, Kaya T (2016), LabVIEW Model Of Memristor With Nonlinear Dopant Drift, European Journal of Technic, 6 (2) : 124-130.
5. Pershin Y.V., Ventra M.D. (2008), Spin memristive systems: Spin memory effects in semiconductor spintronics, Phys. Rev. B, Condens.Matter, 78: 1-4.
6. Driscoll T, Kim H.T., Chae B.G., Ventra M.D., Basov D.N. (2009), Phase-transition driven memristive system, E-print arXiv:0806.2151.
7. Arik S, Kilic R (2014), Reconfigurable hardware platform for experimental testing and verifying of memristor-based chaotic systems, Int. Journal of Circuits, Systems, and Computers, 23(10) : 1450145 18 pages.
8. Güler H, Kaya T (2016), Parça Parça Lineer Memristor Tabanlı Chua Osilatorunun LabVIEW’de Gerçekleştirilmesi, Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi (Science and Eng. J of Fırat Univ.), 28 (2) : 29-33.
9. Itoh M, Chua L.O. (2008), Memristor oscillators, International Journal of Bifurcation and Chaos, 18(11) : 3183-3206.
10. Fischer V, Bernard F, Bochard N, Varchola, M (2008), Enhancing security of ring oscillator-based trng implemented in FPGA, International Conference on Field Programmable Logic and Applications, 245-250.
11. Wold K, Tan C.H. (2009), Analysis and Enhancement of Random Number Generator in FPGA Based on Oscillator Rings, International Journal of Reconfigurable Computing, Article ID 501672, 8 pages.
12. Wold K, Petrović S (2011), Behavioral Model of TRNG Based on Oscillator Rings Implemented in FPGA, 14th IEEE International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems (DDECS), 163-166.
13. Tuncer T, Avaroğlu E, Türk M, Özer A.B. (2014), Implementation of non-periodic sampling true random number generator on FPGA, J. Microelectron. Electron. Compon. Mater, 44(4) : 296–302.
14. Karakaya B, Çelik V, Gülten A (2017), Chaotic cellular neural network-based true random number generator, Int. J. Circ. Theor. Appl., doi: 10.1002/cta.2374.
15. Karakaya B, Çelik V, Gülten A (2017), Implementation Of Two Cell Non-Autonomous Cnn Model On FPGA, International Conference on Advances and Innovations in Engineering (ICAIE) 2017.
16. Muthuswamy B, Chua L.O. (2010), Simplest Chaotic Circuit, International Journal of Bifurcation & Chaos, 20(5) : 1567-1580.
17. Xilinx Inc., System Generator for Digital Signal Processing, http://www.xilinx.com / tools / dsp.htm.