基于相變存儲(chǔ)器的雙向數(shù)字運(yùn)算結(jié)構(gòu)及算法研究

1、II分類號(hào)學(xué)號(hào)M201571987學(xué)校代碼10487密級(jí)碩士學(xué)位論文基于相變存儲(chǔ)器的雙向數(shù)字運(yùn)算基于相變存儲(chǔ)器的雙向數(shù)字運(yùn)算結(jié)構(gòu)及算法研究結(jié)構(gòu)及算法研究學(xué)位申請(qǐng)人：張璠學(xué)科專業(yè)：光學(xué)工程指導(dǎo)教師：李震高級(jí)工程師答辯日期：2017.5.19萬(wàn)方數(shù)據(jù)IIIIII摘要相變存儲(chǔ)器作為目前主流存儲(chǔ)器FLASH的最佳替代產(chǎn)品，也是下一代存儲(chǔ)器的代表性器件之一，具有多樣化的優(yōu)秀特性：非易失性存儲(chǔ)、單元尺寸小、循環(huán)壽命長(zhǎng)、讀寫速度快、功耗低、成本低、具

2、有多級(jí)存儲(chǔ)功能等等。其中多級(jí)存儲(chǔ)也可稱作多值存儲(chǔ)，該技術(shù)是顯著有效提高相變存儲(chǔ)器單元的利用率和性能表現(xiàn)的途徑之一。然而相變存儲(chǔ)單元多值存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)在實(shí)際過(guò)程中往往受到電阻漂移現(xiàn)象的不良影響，因此可以采用雙向脈沖調(diào)制的技術(shù)，以抑制相變存儲(chǔ)器單元的電阻漂移，從而使其能夠?qū)崿F(xiàn)更加多態(tài)的存儲(chǔ)功能。本文的研究?jī)?nèi)容就是利用相變存儲(chǔ)器的多值存儲(chǔ)技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在相變存儲(chǔ)器內(nèi)的計(jì)算與存儲(chǔ)一體化功能。本文中在相變存儲(chǔ)器單元傳統(tǒng)的HSPICE物理模型的基礎(chǔ)上

3、，提出了一種新的電路行為模型，將相變存儲(chǔ)器單元等效為電阻電容電路，相變存儲(chǔ)器單元的電阻值等效為電路中電容存儲(chǔ)的電荷量，電容的充放電過(guò)程則分別模擬相變存儲(chǔ)器單元的非晶化與晶化行為。利用該模型可以直觀地分析相變存儲(chǔ)器單元的晶化和非晶化過(guò)程中單元電阻值的變化。本文還提出了基于相變存儲(chǔ)器單元的能夠進(jìn)行邏輯和算術(shù)運(yùn)算的結(jié)構(gòu)，詳述了二值邏輯運(yùn)算和十進(jìn)制算術(shù)加減運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法，利用上述模型進(jìn)行了仿真和分析，并通過(guò)部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的可行性。文中還涉