集成電路這一偉大發(fā)明自應(yīng)用之日起,在性能、功耗和成本上尋求更優(yōu)的電路設(shè)計方案一直是人們孜孜以求的目標(biāo)。而在當(dāng)今的大數(shù)據(jù)時代背景下,在傳統(tǒng)存儲與計算分離的架構(gòu)所面臨的馮·諾依曼瓶頸和存儲墻問題愈發(fā)嚴(yán)峻的情況下,對現(xiàn)行的計算架構(gòu)進行變革勢在必行。在同一單元中同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算與存儲這一技術(shù)發(fā)展方向,有望從根本上改變計算機存儲與信息處理方式,解決現(xiàn)有的馮·諾依曼架構(gòu)所遇到的瓶頸和問題,大大提高計算機的運行效率。而憶阻器由于高速、低功耗、高密度、易于3D集成、與CMOS工藝兼容等優(yōu)點,成為存算一體化技術(shù)的候選基礎(chǔ)器件。本文在憶阻可重構(gòu)邏輯研究背景下,采用完備性和可重構(gòu)性最優(yōu)的時序邏輯操作方法,首先以Pt/HfO₂/TiN互補式憶阻結(jié)構(gòu)為基本操作單元,對其基本電學(xué)特性進行了分析和研究,在此基礎(chǔ)之上,利用狀態(tài)邏輯表達式對16種布爾邏輯的實現(xiàn)方法進行了推導(dǎo),并從實驗方面驗證了該方法的可行性。采用所提出的操作方法,任意的二值布爾邏輯功能可以在三步之內(nèi)實現(xiàn),且每種邏輯功能的實現(xiàn)方法都不是唯一的,從而賦予了該方法更高的可重構(gòu)性和靈活性,為后續(xù)的復(fù)雜功能設(shè)計提供了更大的優(yōu)化空間。隨后,... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
一、緒論
    1.1 引言
    1.2 憶阻器概述
    1.3 憶阻可重構(gòu)邏輯概述
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
二、基于互補式憶阻結(jié)構(gòu)的完備布爾邏輯實現(xiàn)
    2.1 前言
    2.2 HfO_2憶阻器件的基本特性
    2.3 互補式憶阻結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)與基本特性
    2.4 基于互補式憶阻結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)完備布爾邏輯實現(xiàn)
    2.5 本章小結(jié)
三、基于互補式憶阻結(jié)構(gòu)的復(fù)雜邏輯功能設(shè)計
    3.1 前言
    3.2 一位全加器的設(shè)計、驗證與應(yīng)用
    3.3 MAX、MIN門的設(shè)計、實現(xiàn)與應(yīng)用
    3.4 本章小結(jié)
四、總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 憶阻器HSPICE仿真模型代碼
附錄2 16種布爾邏輯的直流測試結(jié)果
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果



本文編號：3731725