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ISSN 1000-1239 CN 11-1777/TP

当期目录

2005年 第42卷 第10期    出版日期:2005-10-15
论文
集合包含与几何包含的多方保密计算
李顺东 司天歌 戴一奇
2005, 42(10):  1647-1653. 
摘要 ( 458 )   HTML ( 1)   PDF (384KB) ( 656 )  
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多方保密计算是近几年国际密码学界研究的一个热点问题.研究了保密的集合包含与几何包含问题,提出集合包含问题的多方保密计算方案,在此基础上结合Monte Carlo方法与Cantor编码方法,提出了任意几何图形包含问题的近似多方保密计算方案.并利用模拟范例证明了方案的安全性.同已有的方案相比,提出的方案适用范围广、通信复杂性低;在解决已有方案可解决的同样问题时,某些情况下计算复杂性也比较低.
基于模糊逻辑的主观信任管理模型研究
唐 文 胡建斌 陈 钟
2005, 42(10):  1654-1659. 
摘要 ( 548 )   HTML ( 3)   PDF (329KB) ( 830 )  
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在开放网络中,信任管理是信息安全的重要前提与基础.通过考查主观信任的模糊性,首次将语言变量、模糊逻辑引入主观信任管理研究中,提出了信任的度量机制,运用模糊IF-THEN规则对人类信任推理的一般知识和经验进行了建模,提出了一种灵活直观,具有很强描述能力的形式化的信任推理机制,为主观信任管理研究提供了一种有价值的新思路.
重路由匿名通信系统中基于秘密共享的重路由算法
眭鸿飞 陈建二 陈松乔 朱娜斐
2005, 42(10):  1660-1666. 
摘要 ( 322 )   HTML ( 1)   PDF (389KB) ( 451 )  
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重路由匿名通信系统主要采用重路由机制来提供匿名保护.已有的下一跳重路由方式具有抗攻击能力弱且通信延时大等缺陷.提出基于秘密共享的重路由算法,用于在下一跳路由中实现端到端的加密,从而有效增大恶意成员的攻击难度.理论分析表明,抗攻击能力达到与源路由方式同等水平.并且,由于发送者能有效控制路由长度,因而能保证良好的通信性能.
平稳与平衡——椭圆曲线密码体制抗旁信道攻击的策略与手段
刘 铎 戴一奇 王道顺
2005, 42(10):  1667-1672. 
摘要 ( 323 )   HTML ( 0)   PDF (317KB) ( 431 )  
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旁信道攻击方法(side channel attack)通过对密码系统的一些特殊信息的获取来进行分析与攻击.对于椭圆曲线密码体制,最主要的就是要使标量乘能够抵抗旁信道攻击方式,密码学界的研究者在这方面做了很多具体且细致的工作,从各个不同的角度提出了很多新的算法与方案.综述了椭圆曲线密码体制上抗旁信道攻击的进展情况,以“平稳”与“平衡”作为两条线索,讨论了椭圆曲线密码系统上抗旁信道攻击的各种策略和方案,指出了它们各自的优劣以及适用范围,并在最后探讨了该领域未来研究和发展方向.
双主体安全协议的DoS动态防御
卫剑钒, 段云所, 唐礼勇, 陈 钟,
2005, 42(10):  1673-1678. 
摘要 ( 416 )   HTML ( 5)   PDF (370KB) ( 381 )  
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拒绝服务(DoS)攻击是一种阻碍授权用户正常获得服务的主动攻击,大量安全协议存在着不同程度的DoS隐患.提出了一种会话标识和工作量证明相结合的DoS认证方法,对其进行了形式化的分析,给出了DoS认证的设计原则,可用于双主体安全协议的改进.改进后的安全协议可动态调整DoS防御的强度,且其安全性不低于原协议.
基于模糊综合评判的入侵检测报警信息处理
穆成坡 黄厚宽 田盛丰 林友芳 秦远辉
2005, 42(10):  1679-1685. 
摘要 ( 397 )   HTML ( 2)   PDF (352KB) ( 735 )  
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提出一种基于模糊综合评判的方法来处理入侵检测系统的报警信息、关联报警事件,并引入有监督的确信度学习方法,通过确信度来对报警信息进行进一步的过滤.通过对这些技术手段的综合使用,力求降低误报率和重复报警,逐步减轻网络管理员的工作强度.这种模糊评判所实现的事件关联有助于发现入侵者的行为序列,为事件威胁分析和入侵响应决策打下了基础,并有利于将不同安全产品集成在一起,实现网络系统的立体防御.
一个基于移动代理的优化支付协议
柳 毅 庞辽军 王育民
2005, 42(10):  1686-1691. 
摘要 ( 329 )   HTML ( 0)   PDF (307KB) ( 396 )  
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移动代理是能在异构网络中漫游的一种软件实体,它极大地改善了分布式系统的性能,被认为在未来的电子商务中必将起到很重要的作用.然而,许多新的安全问题也随之而来.这些安全问题已被看做是移动代理技术得到更广泛应用的主要障碍之一.利用可验证秘密共享和正交验证理论,提出了一个基于移动代理的优化支付协议.协议提供了很好的安全性.同时,在不泄露所购买商品的情况下,能够使移动代理对所购买商品进行验证.另外,最小限度地使用了可信任第3方,除非出现欺诈行为或者协议提前终止,否则可信任的第3方为脱线运行.
FAPKC签名和加密混合使用的安全性分析
韩小西, 姚 刚,
2005, 42(10):  1692-1697. 
摘要 ( 420 )   HTML ( 1)   PDF (329KB) ( 464 )  
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在实际的应用密码系统中有一个重要的原则:密钥只能有单一的用途,它仅用于加密或仅用于签名.但是Haber和Pinkas指出,在许多情况下,在两个不同的密码系统中(比如一个公钥加密系统和一个公钥签名系统)同时使用有关联关系的密钥实际上并不会损害系统的安全性.有限自动机公开钥密码体制既可用来加密,也可用来签名,因而是一个混合密码系统.对FAPKC加密和签名混合使用的安全性进行了分析,证明了混合使用FAPKC不损害密码体制的安全性.
一种适用于网络处理器的队列管理算法
郑 波 林 闯 李 寅
2005, 42(10):  1698-1705. 
摘要 ( 505 )   HTML ( 0)   PDF (484KB) ( 484 )  
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遵循比例区分服务模型,设计了一种适用于网络处理器的队列管理算法.算法包含两部分,分组入队列时实现丢失率控制的RR-PLR(round-robin based proportional loss rate)和分组出队列时实现时延控制的WRR-PAD(WRR based proportional average delay).算法采用轮循的机制,避免了除法运算和排序操作,具有O(1)的复杂度,而且易于在网络处理器上实现.性能模拟以及实测的结果表明,该算法能有效实现平均分组丢失率和平均排队时延的比例控制,系统的总吞吐率达到了1.125Gbps(每个分组64B,即2.25Mpps).
搜索引擎检索系统质量评估
彭 波 闫宏飞
2005, 42(10):  1706-1711. 
摘要 ( 473 )   HTML ( 1)   PDF (354KB) ( 1019 )  
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搜索引擎检索系统的质量评估对传统信息检索系统评估带来了新的研究问题.利用Tiangwang搜索引擎查询日志,按类别构造评估查询集,用人工判别相关性的方法对3个搜索引擎进行了检索质量评估.实验用InfoMall系统提供的历史网页服务消除不同搜索引擎搜集系统收集网页集合的差异,得到如下结论:①评测员之间的差异很大,但评估实验结果保持稳定;②使用连续型的相关度评分以及对应的评估指标比二元相关度评分及指标具有更好的区分能力;③使用50左右规模的查询集合和DCG这样的连续型评估指标可以有效进行评估实验.
一种基于移动IPv6的自适应预测切换机制
欧迎丰 李仁发 夏舜晖
2005, 42(10):  1712-1717. 
摘要 ( 390 )   HTML ( 1)   PDF (310KB) ( 416 )  
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移动IPv6切换依然存在切换延迟大、数据包易丢失的问题.切换时延由移动检测时延和注册时延组成,而移动检测时延在其中占主要部分.于是提出一种基于移动IPv6的自适应主动预测邻居单播的切换机制,采用自适应主动预测算法,根据移动节点运动情况和网络状况等进行综合预测,并通过反馈结果对算法进行动态调整,方案中充分考虑了乒乓效应等特殊情况;还结合层次移动管理方法,减小注册时延,同时采用预测邻居单播,减轻网络负担,实现了快速平滑的切换.
基于识别的凸集投影人脸图像超分辨率重建
黄 华 樊 鑫 齐 春 朱世华
2005, 42(10):  1718-1725. 
摘要 ( 398 )   HTML ( 2)   PDF (660KB) ( 1032 )  
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人脸图像的超分辨率重建在公安、视频监控等领域有重要应用价值.基于识别的思想,对人脸灰度图像进行统计分析,得到有关人脸灰度整体特征的先验知识,将其描述为属性集合,从而利用凸集投影算法进行超分辨率图像重建.实验结果表明,重建质量较为理想,与通常的超分辨率凸集投影重建方法相比,抑制噪声的能力有显著提高,重建质量改善明显,收敛速度加快,且易于计算和实现.
基于像素可信度和空间位置的运动目标跟踪
施 华, 李翠华, 韦凤梅, 王华伟,
2005, 42(10):  1726-1732. 
摘要 ( 468 )   HTML ( 3)   PDF (435KB) ( 643 )  
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运动目标跟踪是视频信息处理的重要研究课题之一.首先将时间域上的中值背景建模与空间域上最小交叉熵法相结合,用于检测运动目标所在跟踪区域.在此基础上,提出了跟踪区域内基于像素的可信度与空间位置的权重函数,利用HSV色彩分布模型计算出目标模型与预测模型间的相似性,选出最优相似模型作为当前目标模型,从而实现了多目标的跟踪.实验显示,该算法计算简单,对相似目标能实现准确的跟踪,对非刚性目标的尺度变化、多目标的交叉及部分遮挡具有鲁棒性.
基于多参考节点的指纹匹配方法
祝 恩 殷建平 张国敏
2005, 42(10):  1733-1739. 
摘要 ( 365 )   HTML ( 1)   PDF (527KB) ( 542 )  
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提出了基于多参考节点整体对齐的指纹节点匹配方法,该方法先用多对参考节点将两个指纹对齐,然后再评估两组节点的匹配程度.由于多参考节点分布在指纹的各个区域,多对参考节点对齐后,两个指纹各区域的对齐程度会相对均衡.实验表明,该方法能有效地提高系统的识别性能.
心脏核磁共振图像标记线的Bayesian跟踪方法
汤 敏, 王元全, 王平安, 夏德深,
2005, 42(10):  1740-1745. 
摘要 ( 411 )   HTML ( 4)   PDF (480KB) ( 479 )  
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标记线跟踪是对心脏进行三维运动重建的前提,提出了基于Bayesian方法的标记线跟踪算法.算法在使用活动网格模型进行跟踪的基础上,通过预测网格节点的位置建立Markov随机场(MRF)模型,并使用EM算法将节点按是否在心室内加以分类.根据不同类别的网格节点在跟踪过程中所应起到的作用,设计不同的先验分布及似然函数,使用迭代条件模式(ICM)最大后验概率(MAP)求解网格结点坐标.对多序列心脏收缩期核磁共振图像的实验表明,算法能较准确地对网格节点进行分类,从而能在未给定心脏的内外轮廓的情况下准确地跟踪标记线;并且由于考虑到了网格模型的Markov性质,在跟踪过程中保持了网格的拓扑形状.
基于不同复小波变换方法的纹理检索和相似计算
尚赵伟, 张明新, 赵 平, 沈钧毅,
2005, 42(10):  1746-1751. 
摘要 ( 359 )   HTML ( 0)   PDF (521KB) ( 469 )  
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复小波克服了单小波的缺点,具有时移不变性、方向性信息多和相位信息等特点.从能量角度出发,主要研究了不同复小波变换方法的一阶和二阶统计矩(共生矩阵)特性,并应用于纹理特征的提取,与传统的单小波做了比较.通过理论分析和在纹理图像检索的对比实验数据说明了复小波在纹理特征提取方面的性能优于单小波,采用一阶和二阶统计矩相结合方法的性能最好,检索精度提高了8%.
基于自适应阈值的自动提取关键帧的聚类算法
王方石 须 德 吴伟鑫
2005, 42(10):  1752-1757. 
摘要 ( 487 )   HTML ( 0)   PDF (389KB) ( 871 )  
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利用无监督聚类算法来提取关键帧是一种常用的方法,但该算法对类别数和初始类划分较敏感,在对视频内容一无所知的情况下,要求预先指定聚类数目是一个很困难的问题.提出一种二次聚类的方法;第1次以镜头内相邻两帧的相似度为数据样本进行聚类(分成两类),计算确定第2次聚类所需的阈值;第2次采用动态聚类的ISODATA算法,以视频序列的帧为数据样本进行聚类,得到最终聚类结果.最后在每类中自动提取距其类中心最近的帧为关键帧.该算法简单且行之有效,无需预定义任何阈值(如聚类数目).对大量不同特点的视频进行了实验,该算法均取得了较好的实验结果.
一种新的基于H.264/AVC的零块判决方法
成 运 戴 葵 王志英 沈 立 郭建军
2005, 42(10):  1758-1762. 
摘要 ( 324 )   HTML ( 0)   PDF (325KB) ( 362 )  
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在基于运动估计和预测编码的视频编码方案中,有一种简单而有效的快速实现方法——零块判决方法,H.264/AVC使用的也是基于运动估计和预测编码的视频编码方案,所以也可以运用零块判决方法来加快其编码速度.根据H.264/AVC视频编码标准的新特点,对其中的零块判决阈值进行了推导,提出了新的适合于H.264/AVC的零块判决方法,并进行了仿真测试,实验结果表明,在中低码率的视频编码中,该方法在编码效率基本保持不变的条件下,编码时间减少了20%~47%.
一种高效的RDF图模式匹配算法
汪锦岭 金蓓弘 李 京
2005, 42(10):  1763-1770. 
摘要 ( 921 )   HTML ( 2)   PDF (416KB) ( 1064 )  
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随着越来越多的信息被表示为RDF格式,如何高效地对RDF信息进行分发和过滤成为一个重要的问题.在语义Web环境下的信息分发系统中,输入的RDF信息需要和大量的用户订阅条件进行匹配,而用户的订阅条件可以被表示为RDF图模式.根据RDF图的特点,并对其增加了一些约束,设计了一种新的RDF图模式匹配算法.实验结果表明,该算法的匹配效率远远高于传统的图模式匹配算法.
多数据流滑动窗口并发连接方法
钱江波, 徐宏炳, 王永利, 刘学军, 董逸生,
2005, 42(10):  1771-1778. 
摘要 ( 451 )   HTML ( 0)   PDF (507KB) ( 521 )  
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提出一种多数据流滑动窗口连接方法M3Join及其实现架构Roujoin. Roujoin由一个连接路由表和多个连接区组成,其内容根据并发连接请求设置,先将新元组插入缓冲区,然后根据其路由标记查找连接路由表进入合适的连接区执行连接或输出给用户.如果产生连接元组,则更改其路由标记后送回连接路由表,并反复迭代直到没有连接元组.由于共享中间结果,在处理多个并发查询时只需扫描流元组一遍.实验结果表明M3Join具有良好的性能,能够满足并发连接查询处理的需求.
事务处理技术研究综述
任 怡 吴泉源 贾 焰 韩伟红 管剑波
2005, 42(10):  1779-1784. 
摘要 ( 486 )   HTML ( 2)   PDF (291KB) ( 847 )  
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事务处理技术是保证信息一致性和可靠性的关键技术.首先阐述了事务处理技术的起源与发展,总结了并发与恢复两个核心技术的研究现状,探讨了平坦事务模型的各种表现形式,接着研究了各种扩展事务模型和事务工作流,概括了多库、面向对象数据库、实时数据库和移动数据库等现代数据库中的事务处理技术,分析了相关研究的进展,最后结合已有的研究成果,展望了其未来研究方向及面临的挑战.
关联规则挖掘中若干关键技术的研究
陈 耿, 朱玉全, 杨鹤标, 陆介平, 宋余庆, 孙志挥,
2005, 42(10):  1785-1789. 
摘要 ( 376 )   HTML ( 0)   PDF (335KB) ( 697 )  
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Apriori类算法已经成为关联规则挖掘中的经典算法,其技术难点及运算量主要集中在以下两个方面:① 如何确定候选频繁项目集和计算项目集的支持数;② 如何减少候选频繁项目集的个数以及扫描数据库的次数.目前已提出了许多改进方法来解决第2个问题,并已取得了很好的效果.然而,对于第1个问题,仍沿用Apriori算法中的解决方案,其运算量是较大的.为此,提出了一种基于二进制形式的候选频繁项目集生成和相应的计算支持数算法,该算法只需对挖掘对象进行一些“或”、“与”、“异或”等逻辑运算操作,显著降低了算法的实现难度,将该算法与Apriori类算法相结合,可以进一步提高算法的执行效率,实验结果也表明算法是有效、快速的.
多层前馈式神经网络的HJPS训练算法
李艳来, 王宽全, 张大鹏,
2005, 42(10):  1790-1795. 
摘要 ( 463 )   HTML ( 1)   PDF (395KB) ( 415 )  
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根据优化理论中的Hooke-Jeeves模式搜索(pattern search)法提出了多层前馈式神经网络快速训练算法HJPS.该算法由“探测搜索”和“模式移动”两个步骤交替进行.其基本思想是探测搜索依次沿各个坐标轴进行,用以确定新的基点和有利于网络误差函数值下降的方向.模式移动沿相邻两个基点的连线方向前进,从而进一步减小误差函数值,达到更快收敛.实验结果表明,同BP算法以及其他几种快速算法相比,HJPS算法在收敛速度和运算时间上都有非常显著的提高.同时HJPS算法的泛化能力很强.
基于支持向量机的肿瘤分类特征基因选取
李颖新 阮晓钢
2005, 42(10):  1796-1801. 
摘要 ( 572 )   HTML ( 1)   PDF (343KB) ( 809 )  
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依据基因表达谱有效建立肿瘤分类模型的关键在于准确找出决定样本类别的一组特征基因.针对该问题,在分析肿瘤基因表达谱特征的基础上,研究了肿瘤分类特征基因选取问题.首先,提出了一种新的类别可分性判据以滤除分类无关基因,并采用支持向量机作为分类器进行特征基因分类性能的检验.然后,采用两两冗余分析及基于支持向量机分类模型的灵敏度分析法进行冗余基因的剔除.以急性白血病亚型分类特征基因选取为例进行实验,结果表明了上述方法的可行性和有效性.
QuCOM: 一种面向构件系统的QoS管理模型
廖 渊, 淮晓永, 李明树,
2005, 42(10):  1802-1808. 
摘要 ( 600 )   HTML ( 0)   PDF (433KB) ( 349 )  
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在性能变化不确定的系统内,不同的应用处于竞争和共享有限的系统资源、并受其变化影响的环境中.在系统运行时,对于需要QoS保证的应用,为保证其QoS属性,应能适应于这种环境.考虑到系统资源的全局管理特性,仅从应用中增加适应机制是不够的,还需在系统层中增加QoS管理机制.为此,给出了一种面向构件系统的QoS管理模型——QuCOM (quality component)及其集成到系统构件框架的方法,使基于QuCOM开发的构件应用能够适应于变化的系统环境,并为了验证QuCOM的有效性,以一个视频流应用为例,给出了相关实验数据分析.
用分层关联方法求有向图中所有Hamilton回路的算法
文中华, 姜云飞,
2005, 42(10):  1809-1814. 
摘要 ( 554 )   HTML ( 2)   PDF (296KB) ( 396 )  
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首先建立了有向图中初级通路的关联关系,并对初级通路的关联关系进行了分析,得到了关于初级通路关联关系的一些重要结果.然后,对初级通路的关联关系进行了分级分层.在此基础上,设计了求有向图中所有Hamilton回路的算法.该算法利用长度为k的初级通路及其分层关联关系逐步求长度为k+1的初级通路及其分层关联关系的方法,求得有向图的所有Hamilton回路.通过理论分析可以看到,所设计的算法与已有的求有向图的所有Hamilton回路的算法相比,避免了大量的重复计算,从而降低了算法复杂度,为求解Hamilton回路问题提供了新思路.
被动测试中观察者放置问题
赵保华 郭雄辉 钱 兰 屈玉贵
2005, 42(10):  1815-1819. 
摘要 ( 320 )   HTML ( 0)   PDF (288KB) ( 398 )  
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在被动测试中如何放置观察者使得放置的数目最少并且能监视整个网络的运行情况是一个很有实际应用价值的问题.先证明了该问题是一个NP完全问题;接着讨论了在网络拓扑是树的特殊情形下该问题的解,并给出了针对树结构的一个线性时间算法;然后在一个已有的近似比为2的算法基础上给出了一个改进算法并证明了其近似比为2-O(1),最后用实验来验证了改进算法的有效性,指明了进一步的研究方向.
核外计算中的几种I/O优化方法
唐剑琪 方滨兴 胡铭曾 王 威
2005, 42(10):  1820-1825. 
摘要 ( 863 )   HTML ( 1)   PDF (327KB) ( 713 )  
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大数据量应用问题引入核外计算模式,由于访问磁盘数据的速度比较慢,I/O成为核外计算性能重要的限制因素.提出了一种使用运行库进行I/O优化的方法,给出了3种有效的优化策略:规则区域筛选、数据预取和边缘重用.编程人员可针对不同的应用问题使用相应的优化API来缩短程序执行时间.实验结果表明,通过减少I/O操作次数和内外存交换的数据量以及隐藏部分I/O操作延迟,有效提高了核外计算的性能.
1.5Gbps高速串行数据恢复电路的标准单元实现
孙永明, 林 琦,
2005, 42(10):  1826-1831. 
摘要 ( 454 )   HTML ( 0)   PDF (345KB) ( 513 )  
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在高速串行接口芯片的设计中,高速串行数据恢复电路是设计中的一个难点,由于其高达千兆的传输频率,大多采用模拟电路方式实现.然而同数字电路相比,模拟电路在噪声影响、面积、功耗、工艺敏感度和可测性方面都存在较大的劣势.提出了一个应用于SATA1.0中1.5Gbps高速串行接口的高速串行数据恢复电路,它没有用PLL或DLL等模拟电路的方法,它采用完全数字电路的设计,并用标准单元实现.与用模拟电路实现的串行数据恢复电路相比,此电路设计更加简单易实现,数据恢复快速,而且面积小功耗低.电路被应用在PATA/SATA桥接芯片的设计中,并在标准0.18CMOS工艺下投片生产.