Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi

Barış Karakaya; Muhammet Emin Şahin; Hasan Güler; Arif Gülten

Research Article

Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi

Year 2017, Volume: 29 Issue: 2, 39 - 44, 01.10.2017

Barış Karakaya Muhammet Emin Şahin Hasan Güler Arif Gülten

Abstract

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.

Keywords

Kaos, Kaotik Devreler, FPGA, Memristör

References

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.

Year 2017, Volume: 29 Issue: 2, 39 - 44, 01.10.2017

Barış Karakaya Muhammet Emin Şahin Hasan Güler Arif Gülten

Abstract

References

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.

There are 17 citations in total.

Details

Journal Section	FBD
Authors	Barış Karakaya Muhammet Emin Şahin This is me Hasan Güler This is me Arif Gülten This is me
Publication Date	October 1, 2017
Submission Date	September 23, 2017
Published in Issue	Year 2017 Volume: 29 Issue: 2

Cite

APA	Karakaya, B., Şahin, M. E., Güler, H., Gülten, A. (2017). Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 29(2), 39-44.
AMA	Karakaya B, Şahin ME, Güler H, Gülten A. Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. October 2017;29(2):39-44.
Chicago	Karakaya, Barış, Muhammet Emin Şahin, Hasan Güler, and Arif Gülten. “Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı Ve Gerçeklenmesi”. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 29, no. 2 (October 2017): 39-44.
EndNote	Karakaya B, Şahin ME, Güler H, Gülten A (October 1, 2017) Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 29 2 39–44.
IEEE	B. Karakaya, M. E. Şahin, H. Güler, and A. Gülten, “Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi”, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 2, pp. 39–44, 2017.
ISNAD	Karakaya, Barış et al. “Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı Ve Gerçeklenmesi”. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 29/2 (October 2017), 39-44.
JAMA	Karakaya B, Şahin ME, Güler H, Gülten A. Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2017;29:39–44.
MLA	Karakaya, Barış et al. “Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı Ve Gerçeklenmesi”. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 2, 2017, pp. 39-44.
Vancouver	Karakaya B, Şahin ME, Güler H, Gülten A. Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2017;29(2):39-44.