[實用新型]一種可編程的憶阻器仿真器

有效

• 申請號: 201922182022.5
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN210745111U
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 陳宇迪;李春彪;俞鴻波;馬意梅;高灝然;金奕康
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00;H03F3/45
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本實用新型涉及一種可編程的憶阻器仿真器，屬于憶阻器技術領域。包括模數轉換器、微控制器、數模轉換器、PC端；模數轉換器，用于將輸入的電壓模擬信號進行模數轉換并將電壓數字信號通過串行通信傳輸至微控制器；PC端，用于將某個憶阻器模型的電壓與電流關系數據通過串行通信傳輸至微控制器；微控制器，用于存儲某個憶阻器模型的電壓與電流關系數據，將電壓數字信號根據電壓與電流關系數據對應的電流數字信號通過串行通信傳輸至數模轉換器；通過異步串口通信與PC端連接并發送修改數據的指令至PC端；數模轉換器，用于將輸入的電流數字信號進行數模轉換成電流模擬信號輸出。具有快速準確地模擬出特定憶阻器的行為，靈活性大大提高。

技術領域

本實用新型涉及一種可編程的憶阻器仿真器，屬于憶阻器技術領域。

背景技術

在1971年，美國加州大學伯克利分校蔡少棠教授在研究非線性電路理論過程中發現，基本電路變量之間的兩兩關系中，缺少了磁通量與電荷的直接關系。從電路變量關系的對稱性和完備性角度出發，蔡少棠推導了這一缺失的關系，定義了“第四種”基本無源電路元件，并將其命名為憶阻器。憶阻器是一種有記憶功能的非線性電阻，其通過控制電流的變化可改變阻值，如果把高阻值定義為“1”，低阻值定義為“0”，則這種電阻就可以實現存儲數據的功能。實際上，它就是一個有記憶功能的非線性電阻器。

2008年，惠普實驗室制造出了能夠實現憶阻器特性的實際芯片。近來，也有不少其它的產品實現了這樣的效果。然而，這些芯片的參數是固定的。如果要修改憶阻器的參數，就需要重新制作。在計算機科學中，一個查找表是一個存儲數據的數組。利用查表這一簡單快速的數組索引操作，可以取代耗時并且消耗大量資源的實時計算，因為從存儲器中檢索值通常比高成本的運算操作更快。查找表可以預先計算并存儲在靜態程序存儲器中，計算(或“預取”)作為程序初始化階段的一部分，甚至存儲在特定于應用程序的平臺中的硬件中。利用查找表可以高效地完成對憶阻器行為的模擬。目前，雖然已經有憶阻器實物被制造出來，但想要制作出具有任意特性的憶阻器并不容易。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決現有的憶阻器的參數是固定的，如需要修改憶阻器的參數，需要重新制作的問題提出了一種可編程的憶阻器仿真器。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術解決方案：

一種可編程的憶阻器仿真器，包括模數轉換器、微控制器、數模轉換器、PC端；所述模數轉換器，用于將輸入的電壓模擬信號進行模數轉換并將電壓數字信號通過串行通信傳輸至微控制器；所述PC端，用于將某個憶阻器模型的電壓與電流關系數據通過串行通信傳輸至微控制器；所述微控制器，用于存儲某個憶阻器模型的電壓與電流關系數據，將電壓數字信號根據電壓與電流關系數據對應的電流數字信號通過串行通信傳輸至數模轉換器；通過異步串口通信與PC端連接并發送修改數據的指令至PC端；所述數模轉換器，用于將輸入的電流數字信號進行數模轉換成電流模擬信號輸出。

進一步作為本實用新型的優選技術方案，所述微控制器包括RAM；所RAM包括存儲于內部的查找表；所述某個憶阻器模型的電壓與電流關系數據存儲于查找表。

進一步作為本實用新型的優選技術方案，所述微控制器采用STM32F103ZET6單片機。

進一步作為本實用新型的優選技術方案，所述模數轉換器與STM32F103ZET6單片機的高級外設總線APB2連接。

進一步作為本實用新型的優選技術方案，所述數模轉換器與STM32F103ZET6單片機的高級外設總線APB1連接。

進一步作為本實用新型的優選技術方案，所述PC端通過USART2串口與STM32F103ZET6單片機相連。