[发明专利]一种基于忆阻器芯片的可编程电路最小单元及其操作方法

权利要求书

1.一种基于忆阻器芯片的可编程电路最小单元，其特征在于：包括1T1R组件、地址寄存器address_reg和使能端wl；

所述地址寄存器address_reg分别接收输入信号、时钟信号clk和控制寄存器的输出信号ctrol_information；所述1T1R组件包括忆阻器和MOS管，所述MOS管G极连接使能端wl；根据选取MOS管不同，1T1R组件内部连接方式可以分为以下两种：

（1）MOS管选取NMOS管时，忆阻器连接MOS管S极，所述地址寄存器address_reg输出端连接MOS管D极；

（2）MOS管选取PMOS管时，忆阻器连接MOS管D极，所述地址寄存器address_reg输出端连接MOS管S极；

采用所述可编程电路最小单元的编程方法包括以下步骤：

步骤L1：通过实验获得忆阻器分别在和两种脉冲刺激下的阻值随时间的变化曲线；

步骤L2：开始编程时，通过控制使能端wl，打开对应的MOS管，选择需要编程的功能区域；

步骤L3：根据忆阻器设定不同的时钟周期clk，当clk发生时，设置控制寄存器输出信号ctrol_information并输入至地址寄存器address_reg，对需要编码的忆阻器进行选择；

具体地，ctrol_information设置方法包括：

S1：在获取差值为下忆阻器的脉冲曲线后，得到每一个忆阻器从最大电导到最小电导所需要的最大周期T；

S2：根据所需的忆阻器阻态，获取对应的忆阻器从最小阻态到达目标阻态的时间t，进而确定每一个忆阻器所需的编程周期；

S3：当clk在I区间的时候，ctrol_information1输入到地址寄存器adress_reg之中，控制忆阻器件M1、M2、M3、M4的Vs通道打开,进行定向编程训练；

当clk在II区间的时候，ctrol_information2输入到adress_reg之中，控制忆阻器件M1、M2、M3的Vs通道打开，进行定向编程训练；

当clk在III区间的时候，每一次的ctrol_information3输入到adress_reg之中，控制忆阻器件M2、M3的Vs通道打开，进行定向编程训练；

当clk在IV区间的时候，ctrol_information4输入到adress_reg之中，控制忆阻器件M2的Vs通道打开，进行定向编程训练；

当clk进入V区间的时候，关闭对应的使能端控制线wl，打开其它区域的使能端控制线；

S4：重复S2-S3，取不同功能区域中忆阻器的编程周期，完成对所有区域的忆阻器件的编码；

步骤L4：提供脉冲输入信号和，对指定忆阻器进行权值训练；

步骤L5：重复L3-L4，对忆阻器完成编码；

步骤L6：重复L2-L5，完成所有功能区域的编码；

步骤L7：结束编码后，对可编程电路进行格式化处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于忆阻器芯片的可编程电路最小单元，其特征在于：所述1T1R组件设置有若干个，其中相同功能区域的1T1R组件设置为同一行，每一行1T1R组件的栅极连接同一个使能端wl。

3.根据权利要求1所述的基于忆阻器芯片的可编程电路最小单元的编程方法，其特征在于：所述步骤L6中可编程电路格式化步骤如下：

M1：每一行的使能端wl控制本行MOS管全部打开；

M2：选取所有忆阻器中达到最大阻态所需的最长时间为周期T，在周期T内，所有wl、和在周期T内全部打开，持续刺激忆阻器，直至所有忆阻器阻态回归至最小阻态；

M3：关闭输入信号和，关闭所有使能端wl，格式化完成。