一種用于憶阻邏輯電路的復(fù)合二叉樹扇出系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及憶阻邏輯電路，具體涉及一種可以用流水方式工作的憶阻邏輯電路扇出系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]2008年，第一個記憶電阻(憶阻)在惠普實驗室被尋獲；此后又出現(xiàn)了許多憶阻器件，例如:密歇根大學(xué)Jo等人的Ag/a-Si/p-Si憶阻；NIST的Al/Ti02/Al柔性憶阻；清華大學(xué)的Cao等人基于Ag/ZnO:Mn/Pt的阻變雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象制造的憶阻。
[0003]憶阻是一種邏輯計算和存儲機(jī)理迥異于CMOS (ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)的納米級器件，由惠普實驗室于2008年在《nature》撰文宣布尋獲。國家自然科學(xué)基金委于2012年出版的《未來十年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略.信息科學(xué)》中指出:憶阻將使計算機(jī)、高密度存儲和現(xiàn)場可編程門陣列等領(lǐng)域產(chǎn)生重大變革。由于具有全新的邏輯計算和存儲機(jī)理，針對憶阻的研究未來必將突破器件概念和理論范疇，產(chǎn)生全新的功能電路(即基于憶阻的功能電路，簡稱憶阻電路)。
[0004]由于憶阻器件具有迥異于CMOS器件的工作機(jī)理，導(dǎo)致現(xiàn)有用于設(shè)計CMOS電路的設(shè)計方法未必適用與憶阻電路；因此如何充分發(fā)揮憶阻器件優(yōu)勢，設(shè)計邏輯電路是業(yè)界研究的熱點?；趹涀铇?gòu)建邏輯電路的可行性由惠普實驗室于2010年在《nature》撰文證明可行。這是由于惠普實驗室在該文中基于憶阻設(shè)計了一個NAND門，而通過NAND門可以實現(xiàn)任何邏輯電路；此后:2011年，Shin等人提出基于憶阻的NOR門；2012年，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)張娜等人提出基于憶阻的AND門；2012年，西南大學(xué)段書凱等人提出基于憶阻的二值存儲電路；2013年，Shin等人提出基于憶阻的信號乘電路；2013年，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)zhu等人提出基于憶阻的內(nèi)存復(fù)制電路。
[0005]憶阻邏輯電路必然涉及扇出，而且一個具有實用價值的扇出必須能以流水方式工作。然而，目前尚未有研究關(guān)注這兩點。據(jù)此，本發(fā)明以復(fù)制邏輯為基礎(chǔ)提出一種流水工作的扇出憶阻邏輯電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]令系統(tǒng)時鐘為clkO，有周期T = Ι/clkO，本發(fā)明具有以下功能:
(1)將一個憶阻器件的狀態(tài)扇出到多個憶阻器件上；
(2)憶阻邏輯電路中的每個憶阻器件均能以4T為周期流水工作。
[0007]以上功能具體實現(xiàn)為:
一種基于復(fù)制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統(tǒng)，其特征在于它由多個復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊級聯(lián)構(gòu)成；除第一級外，復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接前一級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊的輸出outl或out2 ;第一級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接需要扇出的憶阻器件或模塊。
[0008]復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊特征在于它由CMOS (ComplementaryMetal-Oxi de-Semi conductor)開關(guān) I,憶阻 2, CMOS 開關(guān) 3, CMOS 開關(guān) 4,電阻 5，地端 6,電阻7，憶阻8和CMOS開關(guān)9組成；CM0S開關(guān)I的輸入端和CMOS開關(guān)4的輸入端相連，作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸入ini ；CM0S開關(guān)I的控制端和CMOS開關(guān)4的控制端相連，作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸入in2 ;憶阻2的負(fù)極和憶阻8的負(fù)極相連，作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸入in3 ；CM0S開關(guān)3的控制端和CMOS開關(guān)9的控制端相連，作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸入in4 ；電阻5的輸出端和電阻7的輸出端接到地端6 ；CM0S開關(guān)I的輸出端、CMOS開關(guān)3的輸入端、憶阻2的正極和電阻5的輸入端相連；CM0S開關(guān)4的輸出端、CMOS開關(guān)9的輸入端、憶阻8的正極和電阻7的輸入端相連；CM0S開關(guān)3的輸出端作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸出outl ;CM0S開關(guān)9的輸出端作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸出out2。
[0009]復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊特征在于它的輸入in2、in3和in4受時序電壓組(V4, V1, V2)或(V2, V3, V4)驅(qū)動！V1 電壓的時序為 O、Vrand、Vtiw、Vset ;V2 電壓的時序為 Vsf3t、^clear Λ ^setΛ ^set ?電壓的時序為 Vclear、Vset、。、Vcond ?電壓的時序為 ^setΛ ^setΛ ^set Λ ^clear ? ΛV2> V3和V4的重復(fù)周期均為4Τ ；vcond是可以讀憶阻器件狀態(tài)的電壓Ww是可以將憶阻器件設(shè)定為低阻態(tài)的電壓；V%t是可以將憶阻器件設(shè)定為高阻態(tài)的電壓。
[0010]一種基于復(fù)制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統(tǒng)，其特征在于以流水方式工作時，相鄰兩級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊必須受不同時序電壓組驅(qū)動；即當(dāng)前級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊為時序電壓組(V4，V1, V2)，則下一級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊必須為時序電壓組(V2, V3, V4) O
[0011]復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊特征，其特征在于輸出outl和輸出out2的狀態(tài)和輸入ini的狀態(tài)相同，即輸入狀態(tài)為“O”則輸出狀態(tài)為“0”，輸入狀態(tài)為“ I ”則輸出狀態(tài)為“ I ”。
【附圖說明】
[0012]附圖1為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊圖。
[0013]附圖2為四扇出的基于復(fù)制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統(tǒng)圖。
[0014]具體實施方法
[0015]上述功能實現(xiàn)的技術(shù)方案結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步的描述如下:
[0016]本發(fā)明涉及憶阻邏輯電路扇出系統(tǒng)，是一種將一個憶阻狀態(tài)扇出到多個憶阻的系統(tǒng)。本發(fā)明一種基于復(fù)制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統(tǒng)它由多個復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊級聯(lián)構(gòu)成；除第一級外，復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接前一級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊的輸出outl或out2 ;第一級復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接需要扇出的憶阻器件或模塊。
[0017]圖1所示的復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊由CMOS (ComplementaryMetal-Oxi de-Semi conductor)開關(guān) I,憶阻 2, CMOS 開關(guān) 3, CMOS 開關(guān) 4,電阻 5，地端 6,電阻7，憶阻8和CMOS開關(guān)9組成；CM0S開關(guān)I的輸入端和CMOS開關(guān)4的輸入端相連，作為復(fù)制邏輯二叉樹扇出模塊輸入ini ；CM0S開關(guān)I的控制端和CMOS開關(guān)4的控制端相連，作為復(fù)制邏