[发明专利]逻辑门器件及其运算方法、检索任务执行芯片和方法

说明书

本申请实施例提供一种逻辑门器件及其运算方法、检索任务执行芯和方法，电路包括两个忆阻器、定值电阻和控制器，两个忆阻器的正极与控制器连接，所述定值电阻的两端分别与所述控制器和两个忆阻器负极连接；进行异或运算的第一逻辑值由所述第一忆阻器的阻值表示；进行异或运算的第二逻辑值由控制器输入到第一忆阻器的正极；控制器向第二忆阻器输入第二电压；控制器向定值电阻输入负向第三电压，第三电压为所述第二逻辑值进行逻辑非运算后得到的逻辑值对应的电压；根据第二忆阻器的阻值确定逻辑运算的结果。本发明电路结构简单，可以减少当前异或门器件使用的元件，降低异或门器件的占用面积。

技术领域

本申请涉及集成电路领域，具体涉及一种逻辑门器件及其运算方法、检索任务执行芯片和方法。

背景技术

逻辑门是计算机最基础的组成元素之一，是执行计算功能的基本单元，随着CMOS技术和工艺的不断发展，芯片的尺寸越来越小，功能也越来越强大；然而CMOS技术发展至今，已经接近其很多极限，严重限制了芯片和计算机的进一步发展，特别是尺寸，速度以及功耗等方面。

以异或门(XOR)逻辑电路为例，XOR是数字电路中的一种基本逻辑电路。异或门逻辑电路在数字电路中与其他逻辑电路(例如或门、与非门等)结合，共同完成复杂的逻辑运算。当前的异或门逻辑电路主要包括多个互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor，CMOS)器件连接而成。当前异或门逻辑电路包括12个CMOS器件，因此基于CMOS的异或门逻辑电路使用的CMOS器件较多，占用面积较大，在进行运算时的功耗较高，并且基于CMOS的异或门逻辑电路没有存储异或逻辑运算结果的功能。

发明内容

本申请实施例公开了基于忆阻器的异或门器件及其操作方法，可以减少当前异或门器件使用的元件，降低异或门器件的占用面积。

为实现上述目的，本申请一方面提供了一种逻辑门器件，包括第一忆阻器、第二忆阻器、定值电阻和控制器，所述第一忆阻器和第二忆阻器的极性相同的一端与所述控制器连接；所述第一忆阻器和第二忆阻器的极性相同的另一端相连并与所述定值电阻的一端连接；所述定值电阻的另一端与所述控制器连接；所述第一忆阻器的阻值表示进行逻辑运算的第一逻辑值；所述控制器用于将进行逻辑运算的第二逻辑值转换为第一电压，并将所述第一电压输入所述第一忆阻器，所述第一电压低于忆阻器由高阻态变为低阻态的阈值电压及忆阻器由低阻态变为高阻态的阈值电压；所述控制器用于向所述第二忆阻器输入第二电压；所述控制器由于向所述定值电阻输入第三电压，所述第三电压为所述第二逻辑值进行逻辑非运算后得到的逻辑值对应的电压；所述控制器用于根据所述第二忆阻器的阻值确定逻辑运算结果。

根据忆阻器在不同电压条件下阻值不同的特点，控制器通过将需要进行逻辑运算的两个逻辑值转换为对应的电压信号和电阻信号作为第一忆阻器的电压输入和其阻值，然后根据第二忆阻器的阻值确定异或运算的结果。通过忆阻器与控制电路模块实现异或门逻辑电路，可以减少当前异或门逻辑电路使用元件较多，降低异或运算的功耗，降低异或门逻辑电路的占用面积。

在一种具体的实施例中，所述逻辑门为异或门，具体设置为：所述第一忆阻器和第二忆阻器的极性相同的一端为正极，所述第一忆阻器和第二忆阻器的极性相同的另一端为负极；所述第一忆阻器的阻值表示进行逻辑运行的第一逻辑值具体为:所述第一忆阻器的高阻态表示逻辑1，所述第一忆阻器的低阻态表示逻辑0；所述控制器用于将进行逻辑运算的第二逻辑值转换为第一电压具体为：所述控制器用于将第二逻辑值1转换为表示高电平的第一电压，将第二逻辑值0转换为表示低电平的第一电压；所述控制器还用于将所述第二忆阻器的阻值初始化为高阻态；所述控制器根据所述第二忆阻器的阻值确定逻辑运算的结果具体为：当所述第二忆阻器的阻值为高阻态时，则确定所述逻辑运算的结果为逻辑1，当所述第二忆阻器的阻值为低阻态时，则确定所述逻辑运算的结果为逻辑0。