高分辨率图像处理结合高实时性要求对传统的图像处理器架构提出了挑战,传统的CMOS架构的数字并行图像处理器由于在尺度上接近极限,已经无法再进一步发展以满足以上要求。隧穿现象是一种量子力学解释的物理现象,在纳米尺度的电子电路中有着不可忽视的影响。隧道器件是基于隧穿现象制成的纳米级器件,而共振隧穿二极管(RTD)是主要的隧道器件之一,随着半导体工艺的发展被证明可投入实用。基于类似于细胞神经网格(CNN)的共振隧穿二极管阵列,一种全新的像素级别的并行图像处理器架构被提出以提供解决方案,吸引了众多科研力量的投入与关注。本文研究的主要内容是RTD在电子设计自动化(EDA)平台下的仿真模型建立过程。本文对RTD在EDA软件下的研究提出了一种完整的方案,并探索了RTD在图像处理中的应用。同时,针对SPICE平台下建模过程中遇到的提取物理方程参数的问题,提出了一种快速的计算方法。首先,本文提出了一种全新的RTD材料结构,并在半导体仿真环境下对其作了器件模拟,获得了该结构的直流特性数据,并将其用于后续章节的研究。其次,本文重点讨论了SPICE平台下RTD器件的模型建立过程。从讨论RTD模型的分类与选取入手,结合SPICE平台下器件建模的基本方法,使用所提出的RTD结构特性数据建立了RTD模型,并且针对所选取的Schulman模型参数提取问题,提出了快速的NFP (Nonlinear Fitting based on Physical model)算法。对于所建立的RTD模型文章还搭建了简单的应用电路验证模型的准确性。最后,文章提出在SIMULINK平台下建立RTD模型,并使用所建立的模型构建了矩阵网格电路形式的速度调谐滤波器。经仿真检验本文在此平台下所搭建的功能电路实现了速度调谐滤波的效果。