[发明专利]一种利用忆阻器进行非易失性复杂运算的方法

摘要

本发明公布了一种利用忆阻器进行非易失性复杂运算的方法及忆阻器，利用忆阻器实现复杂运算算术运算，包括：针对忆阻器设定逻辑状态的含义；设置忆阻器的器件结构；设置利用忆阻器进行布尔逻辑运算的两种方式，针对两种方式进行配置实现非易失性复杂运算；包括将忆阻器的电压值作为逻辑输入和将忆阻器器件状态作为逻辑输入进行布尔逻辑运算；可选择最优的实现方案，使得方案所需的器件数目和操作步骤最少。本发明利用了交叉阵列结构，适合大规模集成，而且高效实现复杂运算，有助于突破传统计算架构的速度和能耗瓶颈。

主权项

1.一种利用忆阻器进行非易失性复杂运算的方法，包括如下步骤：S1、针对忆阻器设定逻辑状态的含义；当忆阻器两端电压作为逻辑输入时，将可使器件发生转变的电压脉冲设定为1；将接近于0的电压设定为0；当忆阻器状态对应逻辑状态时，忆阻器处于低电阻状态表示逻辑状态为1；忆阻器处于高电阻状态表示逻辑状态为0；S2、设置忆阻器的器件结构；采用交叉阵列结构的器件，字线代表顶电极；位线代表底电极；垂直方向上，顶电极与底电极之间夹着一层阻变层；字线和位线的每一个交点均为一个忆阻器；同一条字线上的忆阻器具有相同的顶电极电位；同一条位线上的忆阻器具有相同的底电极电位；S3、利用忆阻器实现复杂运算；设置利用忆阻器进行布尔逻辑运算的两种方式，针对两种方式进行配置实现非易失性复杂运算；可选择最优的实现方案，使得方案所需的器件数目和操作步骤最少；所述两种方式分别是：将忆阻器的电压值作为逻辑输入进行布尔逻辑运算和将忆阻器器件状态作为逻辑输入进行布尔逻辑运算；忆阻器布尔逻辑运算方式一：将忆阻器的电压值作为逻辑输入，输出为忆阻器器件的阻态，实现逻辑AND操作和逻辑OR操作；同一位线的器件可实现并行逻辑操作；忆阻器布尔逻辑运算方式二：将忆阻器器件状态作为逻辑输入，输出为忆阻器器件的阻态，实现逻辑NOR操作、逻辑NOT操作、逻辑OR操作。