[發明專利]基于阻變器件交叉陣列結構實現邏輯計算的方法

有效

• 申請號: 201810062154.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108182959B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 劉琦;王偉;劉森;張峰;呂杭炳;龍世兵;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00;H03K19/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于阻變器件交叉陣列結構實現邏輯計算的方法，其中，包括步驟：

選擇共用一條字線或位線的兩個或三個阻變單元；

其中一個阻變單元為輸出阻變單元，其余的阻變單元為輸入阻變單元；

阻變單元共用的字線或位線的一端不加電壓，輸出阻變單元非共用的一端接高電平或低電平，輸入阻變單元非共用的一端接與輸出阻變單元非共用的一端相反的電平，實現各輸入阻變單元的信息在邏輯運算地同時存入到輸出阻變單元；

通過控制器向處于同一字線或位線的阻變單元施加脈沖序列，配置阻變單元形成不同的串并結構，實現“與非”、“或”、“復制”3種基本邏輯運算，并在此基礎上相互組合，實現全部的二值布爾邏輯運算，以及加法、乘法復雜運算；

其中，輸入阻變單元包括一第一輸入阻變單元時，初始化將一輸出阻變單元置“0”，一第一輸入阻變單元和一輸出阻變單元有一端共用一條字線或位線，字線或位線不加電平；一第一輸入阻變單元的另一端接高電平或低電平，一輸出阻變單元的另一端接與一第一輸入阻變單元的另一端相反的電平，并保證一輸出阻變單元電流方向為正，實現“復制”邏輯，即一第一輸入阻變單元存儲數據為A，則一輸出阻變單元在實現“復制”邏輯后存儲數據為R＝A。

2.根據權利要求1所述的一種基于阻變器件交叉陣列結構實現邏輯計算的方法，其中，輸入阻變單元包括一第一輸入阻變單元和一第二輸入阻變單元，初始化將輸出阻變單元置“1”，一第一輸入阻變單元，一第二輸入阻變單元和一輸出阻變單元有一端共用一條字線或位線，這條字線或位線不加電平；一第一輸入阻變單元和一第二輸入阻變單元的另一端接高電平或低電平，一輸出阻變單元的另一端接與一第一輸入阻變單元和一第二輸入阻變單元的另一端相反的電平，并保證一輸出阻變單元電流方向為負，實現“與非”邏輯，即一第一輸入阻變單元存儲數據為A、一第二輸入阻變單元存儲數據為B，則一輸出阻變單元在實現“與非”邏輯后存儲數據為

3.根據權利要求1所述的基于阻變器件交叉陣列結構實現邏輯計算的方法，其中，輸入阻變單元包括一第一輸入阻變單元和一第二輸入阻變單元，第一輸入阻變單元和第二輸入阻變單元存儲的數據分別表示為“A”和“B”，輸出阻變單元存儲結果表示為“R”，輸出阻變單元正端接地，負端接電壓，預先初始化為“0”；第一輸入阻變單元、第二輸入阻變單元和輸出阻變單元的正端或負端相連；第一輸入阻變單元、第二輸入阻變單元和輸出阻變單元的正端相連時，第一輸入阻變單元和第二輸入阻變單元的負端接電壓，輸出阻變單元的負端接地；或第一輸入阻變單元、第二輸入阻變單元和輸出阻變單元的負端相連時，第一輸入阻變單元和第二輸入阻變單元的正端接地，輸出阻變單元的正端接電壓；施加脈沖，保證輸出阻變單元電流方向為正，實現“或”運算，結果存儲在輸出阻變單元中，運算的結果表示為R＝A+B。

4.根據權利要求1所述的基于阻變器件交叉陣列結構實現邏輯計算的方法，其中連接到同一字線或者同一位線的第一輸入阻變單元和第二輸入阻變單元存儲的數據為“A”和“B”，連接到所述字線或者位線的輸出阻變單元初始存儲的數據為“C”，所連接到同一位線或者字線的三個阻變單元存在兩種情況，即正端連接在一起或負端連接在一起，如果正端連在一起，通過字線或者位線向第一輸入阻變單元和第二輸入阻變單元不互連的那兩端施加電壓V_OR，同時將與第一、第二輸入阻變單元不相連的輸出阻變單元的那端接地，如果負端連在一起，接電壓V_OR和接地的方式相反，最終結果存儲在輸出阻變單元中，其阻值R為A、B和C“或”運算的結果，表示為R＝A+B+C。