[发明专利]一种基于忆阻器实现多层识别的电路及其控制方法

权利要求书

1.一种基于忆阻器实现多层识别的电路，其特征在于，包括忆阻器M和定值电阻R，所述忆阻器M的一端作为第一输入端(101)用于接收记忆样本信号，所述忆阻器M的另一端作为第二输入端(102)用于接收外界刺激信号，所述忆阻器M的另一端还作为输出端(103)用于输出电压，所述忆阻器M的另一端还通过所述定值电阻R接地。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述定值电阻的阻值等于所述忆阻器M的低阻阻值。

3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述忆阻器M包括：第一电极层、第二电极层和设置于所述第一电极层和所述第二电极层之间的功能材料层；所述功能材料层为氧化物功能材料层、硫系化合物功能材料层或钙钛矿结构功能材料层。

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，工作时，先在第一输入端输入记忆样本信号，忆阻器处在高阻态，由于定值电阻阻值远低于忆阻器高阻态阻值，定值电阻分压很小；再在第一输入端输入记忆样本信号，同时在第二输入端输入外界刺激信号，将两种信号进行匹配，实现电路对于外界信号的识别，在两种信号共同作用下，忆阻器的电阻逐渐减小，这种减小程度由外界刺激信号和记忆样本信号的匹配程度来决定；最后在第一输入端输入记忆样本信号，由于忆阻器的电阻阻值减少，定值电阻分压增加，输出信号强度增加；由于不同外界刺激信号对于忆阻器阻值改变不同，定值电阻最后分压的大小也不同，当输出的电压大于第一阈值电压A时，认为状态为识别，当输出的电压大于第二阈值电压B且小于第一阈值电压A时，认为状态为熟悉，当输出的电压小于第二阈值电压B时，认为状态为陌生。

5.一种基于忆阻器实现多层识别的电路的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)通过在第一输入端输入记忆样本信号，使得忆阻器处在高阻态时，检测记忆样本信号的输出状态；

(2)通过在第一输入端输入记忆样本信号，同时在第二输入端输入外界刺激信号，进行记忆样本信号和外界刺激信号的匹配，使得忆阻器的电阻逐渐减小；

(3)通过在第一输入端输入记忆样本信号，并获得输出端的电压；当输出端输出的电压大于第一阈值电压A时，认为状态为识别，当输出的电压大于第二阈值电压B且小于第一阈值电压A时，认为状态为熟悉，当输出的电压小于第二阈值电压B时，认为状态为陌生。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过改变记忆样本信号和外界刺激信号的匹配脉冲的数目以及所述外界刺激信号的幅值来进行所述记忆样本信号和外界刺激信号的匹配。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，第n×ci次输入时，在第一输入端输入三组相同的样本信号，并在第二输入端输入一组外界刺激信号，获得输出电压V_n×ci；

根据相同的操作方法，在第一输入端输入m×c组记忆样本信号并获得m×c组输出电压，依次为V₁、V₂、……V_n×ci……、V_m×c；

将输出电压根据幅值大小进行排序后划分为三个部分，从而实现了不同记忆样本对于不同外界刺激的多层次识别；

其中，每组样本信号的脉冲数目均为n，外界刺激信号的脉冲数目为n，外界刺激信号的幅值为b，且所述外界刺激信号与第一输入端输入的三组相同的样本信号中的第二组样本信号的时间同步；m为样本信号和刺激信号匹配最大数目，n为一次输入的样本信号和刺激信号的匹配数目；a为刺激信号最大幅值，m≧n>0，n为整数；a≧b>0；c为所有设计输入幅值的数目，i代表输入幅值为b的一次操作。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过改变所述记忆样本信号和所述外界刺激信号的匹配脉冲的数目以及所述外界刺激信号的脉宽来进行所述记忆样本信号和外界刺激信号的匹配。

9.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过改变所述记忆样本信号和所述外界刺激信号的匹配脉冲的数目以及所述记忆样本信号和所述外界刺激信号的匹配时间来进行所述记忆样本信号和外界刺激信号的匹配。