[发明专利]基于MAGIC的非易失计数器及计数方法

权利要求书

1.一种基于MAGIC的非易失计数器，其特征在于，所述计数器包括：一条延迟线和多个顺序排列连接的计数单元；每个所述计数单元均包括：MAGIC逻辑门电路；除最高位计数单元的其它每个计数单元还包括：与所述MAGIC逻辑门电路连接的两个控制信号产生电路；所述延迟线分别与每个所述控制信号产生电路、每个所述MAGIC逻辑门电路连接；

所述延迟线用于向每个所述控制信号产生电路输出特定步骤对应的初始信号，以使每个所述控制信号产生电路将所述初始信号，转化为所述特定步骤对应的控制信号向下一位计数单元中的所述MAGIC逻辑门电路输出；

所述延迟线，还用于向每个所述MAGIC逻辑门电路输出除所述特定步骤的其它步骤对应的控制信号；

每个所述计数单元通过所述MAGIC逻辑门电路，根据所述各步骤对应的控制信号和施加电压执行所述计数单元对应的各步骤，以实现二进制计数及计数结果的存储。

2.根据权利要求1所述的基于MAGIC的非易失计数器，其特征在于，每个控制信号产生电路均包括：中间状态忆阻器和外围电路；

所述中间状态忆阻器的一端连接所述延迟线的输出端；所述中间状态忆阻器的另一端连接所述外围电路；

除最高位计数单元的其它每个计数单元，均通过两个所述控制信号产生电路中的中间状态忆阻器和外围电路，输出下一位计数单元的前两个步骤分别对应的控制信号。

3.根据权利要求2所述的基于MAGIC的非易失计数器，其特征在于，所述外围电路包括：电阻、MOS管和反相器；所述MOS管的栅极与所述中间状态忆阻器连接于所述延迟线的一端连接；所述MOS管的源极分别与所述中间状态忆阻器的另一端及所述电阻的一端连接；所述电阻的另一端接地；所述MOS管的漏极连接所述反相器的输入端；所述反相器的输出端作为所述外围电路的输出端，用于输出下一位计数单元的特定步骤的控制信号。

4.根据权利要求1所述的基于MAGIC的非易失计数器，其特征在于，最高位的计数单元中，所述MAGIC逻辑门电路包括：三个底电极连在一起的1T1R单元；每个1T1R单元由一个忆阻器和一个MOS管串联。

5.根据权利要求1所述的基于MAGIC的非易失计数器，其特征在于，除最高位计数单元的其它每个计数单元的MAGIC逻辑门电路均包括：五个1T1R单元和五个MOS管。

6.根据权利要求1所述的基于MAGIC的非易失计数器，其特征在于，所述计数器还包括：电压提供单元；所述电压提供单元与各个所述计数单元连接，所述电压提供单元用于为各个所述计数单元中MAGIC逻辑门电路提供不同的电压。

7.一种计数器的计数方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-6任一项所述的基于MAGIC的非易失计数器，所述方法包括：

确定目标计数方式；所述目标计数方式包括向上计数方式或向下计数方式；

确定所述目标计数方式下，每个计数单元的每个步骤对应的电压施加方案；

在所述基于MAGIC的非易失计数器中输入脉冲信号，以产生每个计数单元的每个步骤对应的控制信号；

按照所述电压施加方案接入电压，以使每个计数单元通过MAGIC逻辑门电路，根据每个步骤对应的控制信号和施加的电压执行所述计数单元对应的多个步骤，以实现二进制计数及计数结果的存储。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述计数器的计数单元的数量为第一数量，所述计数器对应的执行步骤的数量为第二数量；所述第二数量＝所述第一数量+9。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在一个计数周期内，每个计数单元执行所述第二数量的步骤；前四个步骤用于进行各个计数单元输出端的翻转；第五个步骤用于读取各个计数单元本计数周期的运算结果；剩下多个步骤用于进行逻辑操作，更新中间状态忆阻器的阻态，为下个计数周期内的输出端的翻转作准备。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，前五个步骤包括：

使每个计数单元对应的输出忆阻器按照MAGIC与非门的要求初始化为低阻态；

进行每个计数单元对应的输出值的翻转；

结果忆阻器按照复制逻辑门的要求初始化为高阻态；

将每个计数单元的输出值复制到结果忆阻器；

读取结果忆阻器的阻态。