基于忆阻器的逻辑门实现技术研究

发布时间：2022-12-05 05:18

　　作为数字电路的基本构件,基于忆阻器的逻辑门具有尺寸小、耗能低等良好优点,本文针对基于忆阻器的逻辑门的实现技术进行研究,主要开展的工作如下:第一章,研究了忆阻器的发展现状。第二章,研究了忆阻器的一些理论知识,详述其基本概念与数学原理。通过对惠普实验室的忆阻器模型的分析,研究了忆阻器的一般定义及其独特的伏安滞后特性。接着,本文研究了忆阻器的几种模型,并针对忆阻器的阈值自适应模型进行重点探究,为后续的逻辑门的实现技术的探索奠定基础。第三章,研究了基于忆阻器的实质蕴涵逻辑门IMPLY（Memristor-Based Material Implication）,在简要分析其原理之后,综合考虑门电路的速度与稳定性,分析IMPLY门电路设计的参数限制问题。在研究结果的基础上通过仿真,模拟IMPLY门的逻辑运算过程。其次,根据实质蕴涵与布尔函数之间的关系,研究了通过IMPLY门搭建基本的与或非逻辑门的实现方法,并对IMPLY的与非门进行仿真实验,通过对实质蕴涵逻辑门的研究,发现其驱动电压程序较为复杂等问题。第四章,研究了忆阻器辅助逻辑门MAGIC（Memristor-Aided Logic）。与IMP... 

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 忆阻器理论的发展概况
        1.2.2 基于忆阻器的应用研究
        1.2.3 基于忆阻器的逻辑器件的研究概况
    1.3 论文研究内容及意义
    1.4 论文组织结构
第二章 忆阻器的理论概念与模型
    2.1 忆阻器的基本概念
        2.1.1 忆阻器的基本理论概述
        2.1.2 HP实验室忆阻器的数学描述
    2.2 忆阻器的模型
        2.2.1 线性离子漂移模型
        2.2.2 非线性离子漂移模型
        2.2.3 西蒙斯隧道势垒模型
        2.2.4 阈值自适应模型
    2.3 本章小结
第三章 基于忆阻器的实质蕴涵IMPLY
    3.1 IMPLY的设计原则和方法
        3.1.1 IMPLY的理论基础
        3.1.2 IMPLY门的电路实现
        3.1.3 IMPLY门电路的伏安特性分析
        3.1.4 设计方法与性能分析
    3.2 基于IMPLY的基本逻辑门的实现
        3.2.1 基于IMPLY的布尔函数
        3.2.2 基于IMPLY的逻辑门的电路实现
    3.3 基于IMPLY的逻辑门的仿真实验
        3.3.1 仿真参数设置
        3.3.2 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第四章 忆阻器辅助逻辑门MAGIC
    4.1 MAGIC的电路原理
    4.2 MAGIC逻辑门的实现
        4.2.1 与门AND
        4.2.2 与非门NAND
        4.2.3 或门OR
        4.2.4 或非门NOR
        4.2.5 非门NOT
        4.2.6 TEAM模型中各MAGIC门的电路参数
    4.3 基于MAGIC的新型或门OR
    4.4 MAGIC逻辑门的仿真实验
        4.4.1 仿真参数设置
        4.4.2 仿真结果分析
    4.5 本章小结
第五章 基于MAGIC的异或门的直接实现电路
    5.1 基于IMPLY的异或门
        5.1.1 基于IMPLY的异或门的原理
        5.1.2 基于IMPLY异或门的电路实现
    5.2 基于MAGIC的异或门Ⅰ
        5.2.1 XOR门电路的设计原理
        5.2.2 XOR门Ⅰ的电路实现
    5.3 基于MAGIC的异或门Ⅰ
    5.4 异或门的仿真实验
        5.4.1 基于IMPLY的异或门
        5.4.2 基于MAGIC的异或门Ⅰ
        5.4.3 基于MAGIC的异或门Ⅱ
        5.4.4 异或门的性能分析
        5.4.5 基于MAGIC异或门的问题分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文成果总结
致谢
参考文献
硕士期间发表的论文和科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]An Overview of Non-Volatile Flip-Flops Based on Emerging Memory Technologies（Invited paper）[J]. J.M.Portal,M.Bocquet,M.Moreau,H.Aziza,D.Deleruyelle,Y.Zhang,W.Kang,J.-O.Klein,Y.-G.Zhang,C.Chappert,W.-S.Zhao.  Journal of Electronic Science and Technology. 2014(02)



本文编号：3709758