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忆阻,作为新兴纳米器件,具有功耗低,尺寸小等优点,有望成为延续摩尔定律的新型材料。忆阻状态逻辑在进行逻辑运算的同时,也存储计算结果,从而具有突破冯诺依曼瓶颈的潜力。忆阻非实质蕴涵(NIMP)电路是一种状态逻辑电路,它弥补了忆阻实质蕴涵(IMP)电路的缺点,并和TRUE操作组成逻辑计算的完备集。本文主要围绕非实质蕴涵的逻辑综合进行展开,主要工作如下: 首先,根据忆阻非实质蕴涵电路的特性,构造出一种适合用忆阻非实质蕴涵电路实现的递归布尔表达式(RBF),并证明该表达式可以表示任意多输入单输出布尔函数,同时给出了该表达式表达任意布尔函数的构造方法和电路实现。 在所提出的递归布尔表达式的基础上,研究该表达式的化简。将化简问题化归为图论的问题,使得现有的双色节点分割(BCVP)算法也可以用于化简本文所提出表达式。接着,考虑到现有的算法时间复杂度过高,对现有算法进行改进,在不改变化简结果的条件下,使得算法的时间复杂度,由原来的O(N3logN),减小为O(NlogN)。 最后,由于多输入或非门能以更高效的方式实现所提出的递归布尔表达式,对忆阻状态或非逻辑门进行研究。通过理论分析和仿真验证,发现现有的多输入或非门不能完全切换至低阻态,进一步讨论了该误差对后续操作的影响。在此基础上,提出一种新型的多输入或非门,该或非门克服了现有或非门阻值切换不完全的不足,并且其负载电阻不需要根据输入忆阻的个数而调整,这大大简化了外围电路的设计。 本文的研究成果为延续摩尔定律,突破冯诺依曼瓶颈提供一种新思路。