面對大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn),人們對高性能存儲和計(jì)算芯片的需求愈加迫切。然而隨著器件微縮,現(xiàn)有摩爾定律即將失效。另外,傳統(tǒng)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)架構(gòu)中的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸也極大地限制了海量信息的實(shí)時(shí)處理。憶阻器具有高速、低功耗、高擦寫次數(shù)、易于微縮、與CMOS工藝兼容且便于3D集成等優(yōu)點(diǎn),有望替代閃存成為后摩爾時(shí)代的主力非易失性存儲器。此外,憶阻器在非易失性邏輯運(yùn)算、神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力,可以實(shí)現(xiàn)存儲與計(jì)算的融合,突破傳統(tǒng)馮·諾依曼數(shù)據(jù)傳輸瓶頸。因此,基于憶阻器的存算一體技術(shù)研究吸引了越來越多的研究關(guān)注。本文針對基于憶阻器的非易失性邏輯運(yùn)算中的不足之處,在器件、邏輯算法、級聯(lián)問題、計(jì)算架構(gòu)等關(guān)鍵問題上對現(xiàn)有基于憶阻器的二值布爾邏輯運(yùn)算進(jìn)行了補(bǔ)充與完善;在材料與器件制備、憶阻機(jī)理、多值邏輯算法與功能設(shè)計(jì)等方面開展了基于憶阻器的多值邏輯相關(guān)研究;并首次將憶阻器與可逆邏輯結(jié)合,從電路仿真方面開展了相關(guān)研究,為未來計(jì)算與存儲融合的新型計(jì)算機(jī)架構(gòu)提供了理論基礎(chǔ)與原始創(chuàng)新。相關(guān)研究成果概述如下:（1）在二值布爾邏輯研究方面,本文基于1T1R憶阻器件,通過電學(xué)性能測量對其憶阻導(dǎo)電機(jī)制和電荷輸運(yùn)機(jī)制進(jìn)行了... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：177 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 憶阻器簡介
    1.3 憶阻器的重要應(yīng)用
    1.4 基于憶阻器的非易失性狀態(tài)邏輯研究概述
    1.5 本文的選題意義、研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 基于1T1R憶阻器件的布爾邏輯實(shí)現(xiàn)研究
    2.1 引言
    2.2 基于1T1R器件的基本布爾邏輯實(shí)現(xiàn)研究
    2.3 基于1T1R器件的邏輯級聯(lián)研究
    2.4 基于1T1R陣列的計(jì)算架構(gòu)與復(fù)雜邏輯功能實(shí)現(xiàn)
    2.5 本章小結(jié)
3 基于憶阻器件的多值狀態(tài)邏輯研究
    3.1 引言
    3.2 基于Ag摻雜GeTe憶阻器件的多電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變特性研究
    3.3 基于憶阻器多電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變特性的三值邏輯完備集算法研究
    3.4 基于HfOx憶阻器件量子電導(dǎo)特性的三值邏輯完備集實(shí)現(xiàn)
2/Zr:SiO₂/C:SiO₂/TiN憶阻器件的多值邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)">    3.5 基于Pt/C:SiO₂/Zr:SiO₂/C:SiO₂/TiN憶阻器件的多值邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
4 基于憶阻陣列的可逆邏輯實(shí)現(xiàn)研究
    4.1 引言
    4.2 憶阻陣列制備與憶阻模型建立
    4.3 基于憶阻陣列的基本可逆邏輯門構(gòu)建與仿真測試
    4.4 基于憶阻可逆邏輯門的級聯(lián)與四則運(yùn)算
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 對未來研究工作的展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表專利目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3042333