目前最為廣泛的計算機體系架構(gòu)是馮·諾依曼架構(gòu),在此架構(gòu)中計算機的處理設(shè)備(CPU)與存儲器設(shè)備是分離的,處理器與存儲器通過數(shù)據(jù)總線通道鏈接。而這種將存儲器與處理器分開的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生了“馮·諾依曼瓶頸”問題,限制了計算機處理數(shù)據(jù)速度的提高,引發(fā)了“存儲墻”問題。為了解決此問題,人們迫切的希望能有更先進的結(jié)構(gòu)出現(xiàn),于是存儲計算一體化的概念變被提出,即將計算機的處理器與存儲器相結(jié)合,這便對存儲設(shè)備提出了更高的要求。阻變存儲器設(shè)備(RRAM)由于其不僅具備非揮發(fā)性的存儲特點,而且還具備優(yōu)異的電學特性成為了解決這一問題的有利“候選者”。阻變存儲器既可以作為存儲設(shè)備完成數(shù)據(jù)的存儲功能,同時也可以進行邏輯計算,可以實現(xiàn)計算與存儲的結(jié)合,可能成為未來計算機結(jié)構(gòu)的重要組成部分。但同時對于阻變存儲器的開發(fā)尚在理論研究階段,阻變存儲器的溫度特性還不是十分穩(wěn)定,尚可在電路方面進行改進�；谧枳兇鎯ζ鞯倪壿嬘嬎惴椒ㄒ呀�(jīng)有一些論文進行討論,本文是在前人的基礎(chǔ)上利用新型的計算邏輯設(shè)計了效率更高的計算電路,同時也針對阻變存儲器的溫度特性,對存儲器芯片的外圍讀寫電路展開改進,提高了阻變存儲器在不同溫度下的穩(wěn)定性,論文的主... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學北京市

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１存儲器的分類??２．１．１鐵電存儲器??

鐵電存儲器的優(yōu)點在于讀寫速度快，且功耗極低，不存在最大寫入次數(shù)的問??題理論上可以進行無限次擦寫；但是鐵電存儲器也有其不足之處，受限于鐵電材??料的制約，鐵電存儲器的讀出次數(shù)有限制。如圖２－２所示的是不同鐵電存儲器架??構(gòu)圖。??ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｔ?（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓ）?ＦＥ－ＨｆＯ？?ｂａｓｅｄ??（ａ）?？ｒ）?０６０?ｎｍ＂＂＂＂７??職Ｍｉ響灣ｌｉｍｌｌｌ??一?Ｉ??ａ?＾?ｉｂ）?Ｉ?ＰｏＪｙ－Ｓｉ??ｈ＇－，⑶???〖■丨ＰＩ?＿隱ｎ??圖２－２鐵電存儲器模型結(jié)構(gòu)及元件顯微鏡照片??２．１．２相變存儲器??相變存儲器是一種通過改變相變材料的晶態(tài)和非晶態(tài)來改變其阻態(tài)大小，??從而存儲數(shù)據(jù)的存儲器。工作原理如下，在相變存儲器上施加操作電壓，可以使??相變材料達到一定的溫度后相變材料的阻態(tài)會發(fā)生改變，這樣就達到了存儲數(shù)據(jù)??的目的。??１９６８年，Ｓ．Ｏｖｓｈｉｎｓｋｙ發(fā)表首篇關(guān)于非晶體相變的文章，開創(chuàng)／非晶體半??６??

相變存儲器的優(yōu)勢在于空閑的時候功耗低，讀出過程不會對存儲設(shè)備及數(shù)據(jù)??產(chǎn)生破壞；但是同樣也存在不足之處，其讀寫時間與其他憶阻器相比較慢，而且??存儲容量有待提升，材料的工作溫度范圍也比較狹窄。如圖２－３所示，相變存儲??器單元結(jié)構(gòu)圖［３２］。??Ｃｏｌｕｍｎ??ＰＣ、１??．．．．．．．??ｅｃｔｒｏｄｅ??置，??圖２－３相變存儲器單元結(jié)構(gòu)??２．１．３磁阻存儲器??磁阻存儲器是一種利用改變磁阻材料磁化方向來改變設(shè)備電阻大小的存儲??器。它可以調(diào)節(jié)鐵磁體中的電子旋轉(zhuǎn)的方向來控制輸出的電流強弱，也稱為隧穿??磁阻效應。??１９７５年，Ｊｕｌｌｉｅｒｅ最早提出隧穿磁阻效應［３３１，在低溫環(huán)境中成功觀測到了這??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]阻變存儲器研究進展[J]. 龍世兵,劉琦,呂杭炳,劉明.  中國科學:物理學 力學 天文學. 2016(10)
[2]阻變式存儲器存儲機理[J]. 王永,管偉華,龍世兵,劉明,謝常青.  物理. 2008(12)
[3]東芝和英飛凌聯(lián)手跨越FeRAM存儲技術(shù)的障礙[J].   電子設(shè)計技術(shù). 2003(04)

博士論文
[1]高速、高密度、低功耗的阻變非揮發(fā)性存儲器研究[D]. 劉琦.安徽大學 2010

碩士論文
[1]基于憶阻器的加法器和乘法器高效設(shè)計與模擬[D]. 張娜.國防科學技術(shù)大學 2011



本文編號：2912135