一種用于憶阻邏輯電路的復合二叉樹扇出系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及憶阻邏輯電路，具體涉及一種可以用流水方式工作的憶阻邏輯電路扇出系統。
【背景技術】
[0002]2008年，第一個記憶電阻(憶阻)在惠普實驗室被尋獲；此后又出現了許多憶阻器件，例如:密歇根大學Jo等人的Ag/a-Si/p-Si憶阻；NIST的Al/Ti02/Al柔性憶阻；清華大學的Cao等人基于Ag/ZnO:Mn/Pt的阻變雙穩態現象制造的憶阻。
[0003]憶阻是一種邏輯計算和存儲機理迥異于CMOS (ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor)的納米級器件，由惠普實驗室于2008年在《nature》撰文宣布尋獲。國家自然科學基金委于2012年出版的《未來十年中國學科發展戰略.信息科學》中指出:憶阻將使計算機、高密度存儲和現場可編程門陣列等領域產生重大變革。由于具有全新的邏輯計算和存儲機理，針對憶阻的研究未來必將突破器件概念和理論范疇，產生全新的功能電路(即基于憶阻的功能電路，簡稱憶阻電路)。
[0004]由于憶阻器件具有迥異于CMOS器件的工作機理，導致現有用于設計CMOS電路的設計方法未必適用與憶阻電路；因此如何充分發揮憶阻器件優勢，設計邏輯電路是業界研究的熱點。基于憶阻構建邏輯電路的可行性由惠普實驗室于2010年在《nature》撰文證明可行。這是由于惠普實驗室在該文中基于憶阻設計了一個NAND門，而通過NAND門可以實現任何邏輯電路；此后:2011年，Shin等人提出基于憶阻的NOR門；2012年，國防科學技術大學張娜等人提出基于憶阻的AND門；2012年，西南大學段書凱等人提出基于憶阻的二值存儲電路；2013年，Shin等人提出基于憶阻的信號乘電路；2013年，國防科學技術大學zhu等人提出基于憶阻的內存復制電路。
[0005]憶阻邏輯電路必然涉及扇出，而且一個具有實用價值的扇出必須能以流水方式工作。然而，目前尚未有研究關注這兩點。據此，本發明以復制邏輯為基礎提出一種流水工作的扇出憶阻邏輯電路。
【發明內容】
[0006]令系統時鐘為clkO，有周期T = Ι/clkO，本發明具有以下功能:
(1)將一個憶阻器件的狀態扇出到多個憶阻器件上；
(2)憶阻邏輯電路中的每個憶阻器件均能以4T為周期流水工作。
[0007]以上功能具體實現為:
一種基于復制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統，其特征在于它由多個復制邏輯二叉樹扇出模塊級聯構成；除第一級外，復制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接前一級復制邏輯二叉樹扇出模塊的輸出outl或out2 ;第一級復制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接需要扇出的憶阻器件或模塊。
[0008]復制邏輯二叉樹扇出模塊特征在于它由CMOS (ComplementaryMetal-Oxi de-Semi conductor)開關 I,憶阻 2, CMOS 開關 3, CMOS 開關 4,電阻 5，地端 6,電阻7，憶阻8和CMOS開關9組成；CM0S開關I的輸入端和CMOS開關4的輸入端相連，作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸入ini ；CM0S開關I的控制端和CMOS開關4的控制端相連，作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸入in2 ;憶阻2的負極和憶阻8的負極相連，作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸入in3 ；CM0S開關3的控制端和CMOS開關9的控制端相連，作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸入in4 ；電阻5的輸出端和電阻7的輸出端接到地端6 ；CM0S開關I的輸出端、CMOS開關3的輸入端、憶阻2的正極和電阻5的輸入端相連；CM0S開關4的輸出端、CMOS開關9的輸入端、憶阻8的正極和電阻7的輸入端相連；CM0S開關3的輸出端作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸出outl ;CM0S開關9的輸出端作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸出out2。
[0009]復制邏輯二叉樹扇出模塊特征在于它的輸入in2、in3和in4受時序電壓組(V4, V1, V2)或(V2, V3, V4)驅動！V1 電壓的時序為 O、Vrand、Vtiw、Vset ;V2 電壓的時序為 Vsf3t、^clear Λ ^setΛ ^set ?電壓的時序為 Vclear、Vset、。、Vcond ?電壓的時序為 ^setΛ ^setΛ ^set Λ ^clear ? ΛV2> V3和V4的重復周期均為4Τ ；vcond是可以讀憶阻器件狀態的電壓Ww是可以將憶阻器件設定為低阻態的電壓；V%t是可以將憶阻器件設定為高阻態的電壓。
[0010]一種基于復制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統，其特征在于以流水方式工作時，相鄰兩級復制邏輯二叉樹扇出模塊必須受不同時序電壓組驅動；即當前級復制邏輯二叉樹扇出模塊為時序電壓組(V4，V1, V2)，則下一級復制邏輯二叉樹扇出模塊必須為時序電壓組(V2, V3, V4) O
[0011]復制邏輯二叉樹扇出模塊特征，其特征在于輸出outl和輸出out2的狀態和輸入ini的狀態相同，即輸入狀態為“O”則輸出狀態為“0”，輸入狀態為“ I ”則輸出狀態為“ I ”。
【附圖說明】
[0012]附圖1為復制邏輯二叉樹扇出模塊圖。
[0013]附圖2為四扇出的基于復制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統圖。
[0014]具體實施方法
[0015]上述功能實現的技術方案結合附圖進行進一步的描述如下:
[0016]本發明涉及憶阻邏輯電路扇出系統，是一種將一個憶阻狀態扇出到多個憶阻的系統。本發明一種基于復制邏輯的憶阻邏輯電路二叉樹扇出系統它由多個復制邏輯二叉樹扇出模塊級聯構成；除第一級外，復制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接前一級復制邏輯二叉樹扇出模塊的輸出outl或out2 ;第一級復制邏輯二叉樹扇出模塊的輸入ini連接需要扇出的憶阻器件或模塊。
[0017]圖1所示的復制邏輯二叉樹扇出模塊由CMOS (ComplementaryMetal-Oxi de-Semi conductor)開關 I,憶阻 2, CMOS 開關 3, CMOS 開關 4,電阻 5，地端 6,電阻7，憶阻8和CMOS開關9組成；CM0S開關I的輸入端和CMOS開關4的輸入端相連，作為復制邏輯二叉樹扇出模塊輸入ini ；CM0S開關I的控制端和CMOS開關4的控制端相連，作為復制邏