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1、作為數(shù)字電路的基本構(gòu)件,基于憶阻器的邏輯門(mén)具有尺寸小、耗能低等良好優(yōu)點(diǎn),本文針對(duì)基于憶阻器的邏輯門(mén)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行研究,主要開(kāi)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(shí),詳述其基本概念與數(shù)學(xué)原理。通過(guò)對(duì)惠普實(shí)驗(yàn)室的憶阻器模型的分析,研究了憶阻器的一般定義及其獨(dú)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(duì)憶阻器的閾值自適應(yīng)模型進(jìn)行重點(diǎn)探究,為后續(xù)的邏輯門(mén)的實(shí)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(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵邏輯門(mén)IMPLY(Memristor-Based Material Implication),在簡(jiǎn)要分析其原理之后,綜合考慮門(mén)電路的速度與穩(wěn)定性,分析IMPLY門(mén)電路設(shè)計(jì)的參數(shù)限制問(wèn)題。在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上通過(guò)仿真,模擬IMPLY門(mén)的邏輯運(yùn)算過(guò)程。其次,根據(jù)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵與布爾函數(shù)之間的關(guān)系,研究了通過(guò)IMPLY門(mén)搭建基本的與或非邏輯門(mén)的實(shí)現(xiàn)方法,并對(duì)IMPLY的與非門(mén)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),通
3、過(guò)對(duì)實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵邏輯門(mén)的研究,發(fā)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)電壓程序較為復(fù)雜等問(wèn)題。
第四章,研究了憶阻器輔助邏輯門(mén)MAGIC(Memristor-Aided Logic)。與IMPLY邏輯門(mén)不同的是,MAGIC門(mén)外加的激勵(lì)電壓不變,通過(guò)對(duì)憶阻器進(jìn)行不同方式的串、并聯(lián),實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算,有效的解決IMPLY門(mén)的復(fù)雜驅(qū)動(dòng)電壓的問(wèn)題。首先,研究MAGIC門(mén)的電路原理。其次,探究了根據(jù)不同邏輯門(mén)的真值表以及憶阻器的特性設(shè)計(jì)基本的邏輯門(mén)的方法,包括與門(mén)AND、與
4、非門(mén)NAND、或門(mén)OR、或非門(mén)NOR以及非門(mén)NOT,并針對(duì)不同的邏輯門(mén)進(jìn)行詳細(xì)研究。最后,通過(guò)對(duì)NOR門(mén)與NAND門(mén)的仿真進(jìn)行性能分析。此外,本文在與門(mén)的基礎(chǔ)上提出了另外一種或門(mén)的實(shí)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(mén)集合中缺少異或門(mén)電路,與傳統(tǒng)邏輯門(mén)不同,基于憶阻器的異或門(mén)電路無(wú)法通過(guò)已有的邏輯門(mén)構(gòu)建而成。針對(duì)此問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)MAGIC邏輯門(mén)的改進(jìn),重點(diǎn)探索基于MAGIC的異或門(mén)的電路設(shè)
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