憶阻器作為一種新型的非易失性信息器件,被認為是第四種基本電路元件。因其非易失性的電阻轉變特性,且具有高速、低功耗、擦寫次數(shù)高、易集成、與CMOS工藝兼容等優(yōu)點,憶阻器已成為下一代存儲器的潛力候選。近幾年,研究人員又提出了基于憶阻器的非易失邏輯運算方案,全新的狀態(tài)邏輯顛覆了傳統(tǒng)CMOS電路電平邏輯的思路,實現(xiàn)了存儲與計算融合,突破了傳統(tǒng)馮·諾依曼瓶頸問題,使得憶阻器有望成為未來信息處理架構的核心基礎器件。本文在基于憶阻器的邏輯電路研究背景下,以最早惠普公司實現(xiàn)的憶阻實質蘊涵（IMP）邏輯作為基本邏輯算法,在憶阻陣列中研究傳統(tǒng)的字線IMP電路結構及實現(xiàn)方式的同時,探索并提出了陣列中另一種IMP——位線IMP電路結構及其實現(xiàn)方式,設計出能夠融合兩種IMP邏輯操作的新型憶阻運算陣列,并提出陣列中的“直線型”邏輯運算模式和“折線型”邏輯運算模式。在這個憶阻運算陣列中,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入、讀取、計算與存儲一體化功能。隨后,采用2×2 Ti/HfO₂/W憶阻陣列及HSPICE憶阻仿真模型,在陣列中設計并實現(xiàn)了由字線IMP和位線IMP邏輯配合完成的“與非”邏輯、數(shù)據(jù)傳輸、“同或”邏... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 憶阻器簡介
    1.3 憶阻邏輯的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本課題研究意義及主要研究內(nèi)容
2 基于實質蘊涵邏輯的憶阻運算陣列設計
    2.1 實質蘊涵邏輯簡介
    2.2 實質蘊涵邏輯的兩種實現(xiàn)方式
    2.3 基于實質蘊涵邏輯的憶阻運算陣列設計
    2.4 陣列中兩種邏輯運算模式
    2.5 本章小結
3 基于實質蘊涵邏輯的憶阻運算陣列邏輯功能實現(xiàn)
    3.1 實測HfO_2憶阻陣列單元特性及參數(shù)設定
    3.2 陣列中基本布爾邏輯功能的實現(xiàn)
    3.3 一位全加器設計
    3.4 本章小結
4 憶阻運算陣列中的漏電流問題研究
    4.1 漏電流引起的誤操作
    4.2 漏電流問題解決方案研究
    4.3 本章小結
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間學術成果



本文編號：3637045