[發(fā)明專利]在單個(gè)磁阻器件實(shí)現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運(yùn)算的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511000779.8
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105634470B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾飛;高雙;潘峰;宋成;崔彬;李起
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H03K19/20
• 分類號: H03K19/20
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;劉美麗

1.一種在單個(gè)磁阻器件實(shí)現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運(yùn)算的方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容：

設(shè)置有控制磁阻器件的控制電路，控制電路包括電磁鐵、控制開關(guān)和恒流源，電磁鐵的兩端分別連接一控制開關(guān)，兩個(gè)控制開關(guān)分別通過觸點(diǎn)形式選擇性連接不同恒流源實(shí)現(xiàn)電磁鐵工作狀態(tài)的控制，磁阻器件放置于電磁鐵正下方；其中，兩個(gè)控制開關(guān)相當(dāng)于磁場的兩個(gè)輸入端口S₁和S₂，在W1、W2和W3寫入操作中，兩個(gè)輸入端口S₁和S₂由輸入邏輯值來控制；

1)定義對磁阻器件所施加磁場的大小和方向，使得磁阻器件滿足雙駝峰形磁阻特性，并定義磁阻器件的低電阻態(tài)激發(fā)磁場強(qiáng)度絕對值為H_a和磁阻器件的高電阻態(tài)激發(fā)磁場強(qiáng)度絕對值為H_b；

2)定義磁場的兩個(gè)輸入端口S₁和S₂的磁場方向，設(shè)定輸入端口S₁的磁場方向?yàn)檎斎攵丝赟₂的磁場方向?yàn)樨?fù)；

3)定義磁場的兩個(gè)輸入端口S₁和S₂的磁場大小，輸入邏輯值0表示磁場強(qiáng)度為0，輸入邏輯值1表示磁場強(qiáng)度絕對值為H_a，對磁阻器件依次進(jìn)行W1寫入操作和W2寫入操作，具體為：

3.1)進(jìn)行W1寫入操作，通過設(shè)定輸入端口S₁的輸入邏輯值為0且輸入端口S₂的輸入邏輯值為1對磁阻器件施加磁場；

3.2)進(jìn)行W2寫入操作，根據(jù)邏輯運(yùn)算規(guī)則設(shè)定輸入端口S₁和輸入端口S₂的輸入邏輯值，輸入邏輯值是p、q、1或0，并根據(jù)輸入端口S₁和輸入端口S₂的實(shí)際輸入邏輯值對磁阻器件施加磁場，其中，p和q為二元布爾邏輯運(yùn)算的兩個(gè)邏輯變量；

4)重新定義磁場的兩個(gè)輸入端口S₁和S₂的磁場大小，對于輸入端口S₁，輸入邏輯值0表示磁場強(qiáng)度為0，輸入邏輯值1表示磁場強(qiáng)度絕對值為H_b；對于輸入端口S₂，輸入邏輯值0表示磁場強(qiáng)度絕對值為H_b，輸入邏輯值1表示磁場強(qiáng)度為0；對磁阻器件進(jìn)行W3寫入操作，根據(jù)邏輯運(yùn)算規(guī)則采用相同的輸入邏輯值p、1或0同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂，根據(jù)實(shí)際輸入邏輯值p、1或0對磁阻器件施加磁場，其中，代表NOT p運(yùn)算；

其中，所述邏輯運(yùn)算規(guī)則為：

(1)True：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，p和0分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(2)False：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，p和0分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入p來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(3)p：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，1和p分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入1來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(4)q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，1和q分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入1來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(5)NOT p：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，1和p分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入0來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(6)NOT q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，1和q分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入0來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(7)p AND q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，p和q分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入p來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(8)p NAND q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，p和q分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(9)p OR q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，q和p分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入p來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(10)p NOR q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，q和p分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(11)p IMP q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，p和q分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入1來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(12)p NIMP q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，p和q分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入0來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(13)p RIMP q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，q和p分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入1來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(14)p RNIMP q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，q和p分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入0來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(15)p XOR q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，q和0分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入p來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂；

(16)p XNOR q：在W1寫入操作中，0和1分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W2寫入操作中，q和0分別輸入到輸入端口S₁和S₂；在W3寫入操作中，輸入來同時(shí)控制輸入端口S₁和S₂。

2.如權(quán)利要求1所述的在單個(gè)磁阻器件實(shí)現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運(yùn)算的方法，其特征在于，所述磁阻器件采用雙駝峰形磁阻特性的磁阻器件，所述磁阻器件為贗自旋閥、贗自旋閥型隧道結(jié)、自旋霍爾磁阻器件或各向異性磁阻器件。