[發(fā)明專利]在單個磁阻器件實現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運算的方法有效

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（設計）人：	曾飛;高雙;潘峰;宋成;崔彬;李起	申請（專利權）人：	清華大學
主分類號：	H03K19/20	分類號：	H03K19/20
代理公司：	北京紀凱知識產權代理有限公司 11245	代理人：	關暢;劉美麗
地址：	100084 北京市海淀區(qū)1***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	磁阻器件輸入端口磁場寫入操作布爾邏輯運算磁場方向定義磁場磁阻特性磁阻效應低電阻態(tài) 高電阻態(tài) 雙駝峰形重新定義激發(fā) 施加應用
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【說明書】：

本發(fā)明涉及一種在單個磁阻器件實現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運算的方法，其特征在于，包括以下內容：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)磁場強度絕對值為H_a和磁阻器件的高電阻態(tài)激發(fā)磁場強度絕對值為H_b；2)定義磁場的兩個輸入端口S₁和S₂方向，設定輸入端口S₁的磁場方向為正，輸入端口S₂的磁場方向為負；3)定義磁場的兩個輸入端口S₁和S₂的磁場的大小，對磁阻器件依次進行W1寫入操作和W2寫入操作；4)重新定義磁阻器件兩個輸入端口S₁和S₂磁場的大小，對磁阻器件進行W3寫入操作。本發(fā)明可以廣泛應用于基于磁阻效應的邏輯電路中。

技術領域

本發(fā)明涉及一種在單個磁阻器件實現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運算的方法，屬于電子信息技術領域。

背景技術

基于傳統(tǒng)CMOS工藝的邏輯電路是計算機的重要組成部分，但是它們的小型化即將達到物理極限。為了延續(xù)摩爾定律所指出的半導體器件的小型化趨勢，基于磁阻效應的邏輯電路由于具有結構簡單、易于集成、操作速度快、非易失性等一系列優(yōu)點而逐漸受到人們的關注。

在所有基于磁阻效應的邏輯電路中，最簡潔明了的當屬利用磁阻器件來進行邏輯運算。相關工作已經證明了在單個磁阻器件實現(xiàn)部分二元邏輯運算的可行性，但是至今仍無法在單個磁阻器件實現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運算，因而嚴重阻礙了基于磁阻效應的邏輯電路的實用化進程。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在單個磁阻器件實現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運算的方法，能夠極大地提高單個磁阻器件的邏輯運算功能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：一種在單個磁阻器件實現(xiàn)所有16種二元布爾邏輯運算的方法，其特征在于，包括以下內容：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)磁場強度絕對值為H_a和磁阻器件的高電阻態(tài)激發(fā)磁場強度絕對值為H_b；2)定義磁場的兩個輸入端口S₁和S₂的磁場方向，設定輸入端口S₁的磁場方向為正，輸入端口S₂的磁場方向為負；3)定義磁場的兩個輸入端口S₁和S₂的磁場大小，輸入邏輯值0表示磁場強度為0，輸入邏輯值1表示磁場強度絕對值為H_a，對磁阻器件依次進行W1寫入操作和W2寫入操作，具體為：3.1)進行W1寫入操作，通過設定輸入端口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)進行W2寫入操作，根據邏輯運算規(guī)則設定輸入端口S₁和輸入端口S₂的輸入邏輯值，輸入邏輯值是p、q、1或0，并根據輸入端口S₁和輸入端口S₂的實際輸入邏輯值對磁阻器件施加磁場，其中，p和q為二元布爾邏輯運算的兩個邏輯變量；4)重新定義磁場的兩個輸入端口S₁和S₂的磁場大小，對于輸入端口S₁，輸入邏輯值0表示磁場強度為0，輸入邏輯值1表示磁場強度絕對值為H_b；對于輸入端口S₂，輸入邏輯值0表示磁場強度絕對值為H_b，輸入邏輯值1表示磁場強度為0；對磁阻器件進行W3寫入操作，根據邏輯運算規(guī)則采用相同的輸入邏輯值p、p、1或0同時控制輸入端口S₁和S₂，根據實際輸入邏輯值p、p、1或0對磁阻器件施加磁場，其中，p代表NOT p運算。