基于憶阻器的邏輯門實現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、作為數(shù)字電路的基本構(gòu)件，基于憶阻器的邏輯門具有尺寸小、耗能低等良好優(yōu)點，本文針對基于憶阻器的邏輯門的實現(xiàn)技術(shù)進行研究，主要開展的工作如下:
　　第一章，研究了憶阻器的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　第二章，研究了憶阻器的一些理論知識，詳述其基本概念與數(shù)學原理。通過對惠普實驗室的憶阻器模型的分析，研究了憶阻器的一般定義及其獨特的伏安滯后特性。接著，本文研究了憶阻器的幾種模型，并針對憶阻器的閾值自適應模型進行重點探究，為后續(xù)的邏輯門的實現(xiàn)技術(shù)的

2、探索奠定基礎(chǔ)。
　　第三章，研究了基于憶阻器的實質(zhì)蘊涵邏輯門IMPLY(Memristor-Based Material Implication)，在簡要分析其原理之后，綜合考慮門電路的速度與穩(wěn)定性，分析IMPLY門電路設(shè)計的參數(shù)限制問題。在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上通過仿真，模擬IMPLY門的邏輯運算過程。其次，根據(jù)實質(zhì)蘊涵與布爾函數(shù)之間的關(guān)系，研究了通過IMPLY門搭建基本的與或非邏輯門的實現(xiàn)方法，并對IMPLY的與非門進行仿真實驗，通

3、過對實質(zhì)蘊涵邏輯門的研究，發(fā)現(xiàn)其驅(qū)動電壓程序較為復雜等問題。
　　第四章，研究了憶阻器輔助邏輯門MAGIC(Memristor-Aided Logic)。與IMPLY邏輯門不同的是，MAGIC門外加的激勵電壓不變，通過對憶阻器進行不同方式的串、并聯(lián)，實現(xiàn)邏輯運算，有效的解決IMPLY門的復雜驅(qū)動電壓的問題。首先，研究MAGIC門的電路原理。其次，探究了根據(jù)不同邏輯門的真值表以及憶阻器的特性設(shè)計基本的邏輯門的方法，包括與門AND、與

4、非門NAND、或門OR、或非門NOR以及非門NOT，并針對不同的邏輯門進行詳細研究。最后，通過對NOR門與NAND門的仿真進行性能分析。此外，本文在與門的基礎(chǔ)上提出了另外一種或門的實現(xiàn)方法，其不同輸入組合的輸出憶阻器的電壓差值更大。
　　第五章，MAGIC門集合中缺少異或門電路，與傳統(tǒng)邏輯門不同，基于憶阻器的異或門電路無法通過已有的邏輯門構(gòu)建而成。針對此問題，本文通過對MAGIC邏輯門的改進，重點探索基于MAGIC的異或門的電路設(shè)