K值和十值信号控制的数据分配器和数据选择器

摘要

本发明公开一种K值和十值信号控制的数据分配器和数据选择器；K值数据分配器由K个CMOS传输门，K个CMOS非门，K个逻辑值判别门和K个NMOS管构成；而K值数据分配器中删去K个NMOS管，再将输入改为输出，输出改为输入，则得出K值数据选择器；K值数据选择器和分配器是改变K值数据传输通道重要器件；为将该混沌加密方法和加密电路从2值信息推广到K值信息，可用本发明的K值数据选择器和分配器，实现K值移位数据选择器，以此将K值乘除运算用K值加减运算代替，实现K值信息的无乘除混沌加密电路；用于FPGA、CPLD、半或全制定ASIC和存储器等VLSI及其它数字IC技术领域。

主权项

一种K值信号控制的数据分配器，其特征在于：所述的K值信号控制的数据分配器简称为K值数据分配器，记为DEMU_K，DEMU_K有一个控制输入con，一个数据输入x和K个数据输出：y₀，y₁，y₂，……，y_L，输送到x和con的输入信号是K值信号，所述的K值信号有K个逻辑值：0，1，2，……，L，其中L＝K‑1，K＝4，5，6，……；记S_K＝{0，1，2，……，L}，‘对分别取i＝0，i＝1，i＝2，……，i＝L的所有值’表示为‘对每个i∈S_K’；K值数据分配器DEMU_K组成包括：K个CMOS传输门TG₀～TG_L，K个CMOS非门NOT₀～NOT_L，K个逻辑值判别门U₀～U_L和K个NMOS管N_at0～N_atL；①K个CMOS传输门由K个NMOS管N_tg0～N_tgL和K个PMOS管P_tg0～P_tgL组成；对每个i∈S_K，管N_tgi和P_tgi的漏极相接、源极也相接，于是构成CMOS传输门TG_i，因i＝0～L，全部TG_i总共构成K个CMOS传输门TG₀～TG_L；其中K个管N_tg0～N_tgL和K个管P_tg0～P_tgL的源极都连接在一起，连接在一起的共源极作为数据输入x，而对每个i∈S_K，管N_tgi和P_tgi的共漏极作为数据输出y_i，因i＝0～L，总共有K个数据输出y₀～y_L；②K个CMOS非门由K个NMOS管N_pd0～N_pdL和K个PMOS管P_pd0～P_pdL组成；对每个i∈S_K，管N_pdi的源极接地，管P_pdi的源极接电源V_DC，管N_pdi和P_pdi的栅极相接，该共栅极作为CMOS非门NOT_i的输入，管N_pdi和P_pdi的漏极也相接，该共漏极作为CMOS非门NOT_i的输出，NOT_i的输出接到管N_ati的栅极和传输门TG_i中管P_tgi的栅极，因i＝0～L，总共有K个CMOS非门NOT₀～NOT_L；③K个逻辑值判别门U₀～U_L中，K－2个判别门U₁～U_L‑1分别由K－2个区间最小的带通式变阈PMOS管P_b1～P_bL‑1和K－2个恒流源I₁～I_L‑1构成，判别门U_L由一个区间最小的高通式变阈PMOS管P_bL和一个恒流源I_L构成，判别门U₀由一个区间最小的低通式变阈PMOS管P_b0和一个恒流源I₀构成；对每个i∈S_K，管P_bi的源极接电源V_DC，管P_bi的漏极接恒流源I_i的上端，该端作为U_i门输出，该U_i门输出接到TG_i中管N_tgi的栅极和非门NOT_i的输入，恒流源I_i的下端接地，恒流源I_i的电流方向是由上端流向下端，所有区间最小的低通、带通和高通式变阈PMOS管P_b0～P_bL的有效输入都接控制输入con；对每个i∈S_K，由于区间最小，得出U_i门输出的特点是；仅当con＝i时，管P_bi栅极的驱动电压v_dvi出现v_dvi－V_DC＜0，且v_dvi－V_DC的幅值足以驱动管P_bi，使管P_bi导通，管P_bi的漏极电位升为V_DC，即U_i门输出电压v_tgi＝V_DC，而当con≠i时，v_dvi＝V_DC，使管P_bi截止，v_tgi＝0；④K个NMOS管N_at0～N_atL的源极都接地，对每个i∈S_K，管N_ati的漏极接y_i，管N_ati的栅极接非门NOT_i的输出；对每个i∈S_K，当控制输入con＝i时，管P_bi栅极的驱动电压v_dvi出现相对V_DC的负电压，使管P_bi导通，管P_bi的漏极电位升为V_DC，即U_i门输出电压v_tgi＝V_DC，U_i门输出电压v_tgi接到非门NOT_i的输入，于是非门NOT_i的输出电压v_/tgi＝0，电压v_tgi和v_/tgi分别接到TG_i中管N_tgi和P_tgi的栅极，使传输门TG_i导通，与此同时v_/tgi接到管N_ati的栅极，管N_ati截止，结果输入x的K值信号经过导通的传输门TG_i传送到一个数据输出y_i，即y_i＝x，而j＝0～L中，j≠i的K－1个y_j，因con≠j，U_j门输出电压v_tgj＝0，U_j门输出电压v_tgj接到非门NOT_j的输入，于是非门NOT_j的输出电压v_/tgj＝V_DC，电压v_tgj和v_/tgj分别接到TG_j中管N_tgj和P_tgj的栅极，使传输门TG_j截止，x不能传送到y_j，与此同时v_/tgj接管N_atj的栅极，管N_atj导通，因此K个数据输出y₀～y_L中j≠i的K－1个数据输出y_j＝0，表示K－1个y_j没有数据输出；选择控制输入con值将输入x的数据传送到选定的K个数据输出y₀～y_L之一；选取电源V_DC＝V_x(L)，V_x(L)为输入x最高逻辑电平，即输入x＝L时的输入x电压，且V_con(L)＝V_x(L)。