[发明专利]基于拓扑磁结构的逻辑门

说明书

本发明涉及一种基于拓扑磁结构的逻辑门。该逻辑门包括纳米双层赛道，纳米双层赛道包括第一赛道及第二赛道，第一赛道与第二赛道交叉连接形成交汇区域；其中，第一赛道包括第一输入端及第一输出端；第二赛道包括第二输入端；第一赛道及第二赛道用于为拓扑磁结构的移动提供路径。该逻辑门，通过拓扑磁结构在第一输入端、第二输入端与第一输出端之间的移动，实现非门的逻辑功能。由于拓扑磁结构可以稳定存在于纳米双层赛道中，因此该逻辑门体积较小；由于拓扑磁结构具有一定的拓扑势垒，稳定性好，因此该逻辑门稳定性较高；同时，拓扑磁结构具有功耗低及非易失等优点，在掉电时仍然能够保留逻辑值，无待机功耗，因此该逻辑门功耗较低。

技术领域

本发明涉及数字电路技术领域，特别是涉及一种基于拓扑磁结构的逻辑门。

背景技术

逻辑门是逻辑电路的基本组成部分，大致可以分为基本门、万用门和延伸门等三种，其中基本门又可以分为与门、或门和非门三种。逻辑门可以使信号的高低电平转化为响应的逻辑信号，从而实现逻辑运算。

传统的逻辑门，通常由分立的晶体管、电阻以及二极管等器件构成，体积较大，功率较高，在掉电时不能保留逻辑值，并且存在待机能耗。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中提到的问题，提供一种体积小、功耗低并且稳定性高的基于拓扑磁结构的逻辑门。

为了实现上述目的及其他目的，一方面，本申请提供了一种基于拓扑磁结构的逻辑门，其特征在于，包括：

纳米双层赛道，所述纳米双层赛道包括第一赛道及第二赛道，所述第一赛道与所述第二赛道交叉连接形成交汇区域；其中，所述第一赛道包括第一输入端及第一输出端；所述第二赛道包括第二输入端及第二输出端；所述第一赛道及所述第二赛道用于为拓扑磁结构的移动提供路径；

所述逻辑门被配置为：

当所述第一输入端被激活，且向所述第一输入端输入所述拓扑磁结构时，若所述第二输入端不输入所述拓扑磁结构，则使来自所述第一输入端的所述拓扑磁结构沿所述第一赛道移动至所述第一输出端，代表所述逻辑门输入0、输出 1；

当所述第一输入端被激活，且向所述第一输入端输入所述拓扑磁结构时，若向所述第二输入端输入所述拓扑磁结构，则使来自所述第一输入端的所述拓扑磁结构与来自所述第二输入端的所述拓扑磁结构于所述交汇区域合并，并使所述第一输出端无所述拓扑磁结构输出，代表所述逻辑门输入1、输出0。

本申请提供的基于拓扑磁结构的逻辑门，通过拓扑磁结构在第一输入端、第二输入端与第一输出端之间的移动，实现非门的逻辑功能。由于拓扑磁结构可以稳定存在于纳米双层赛道中，因此基于拓扑磁结构设计的逻辑门体积较小；由于拓扑磁结构具有一定的拓扑势垒，稳定性好，因此基于拓扑磁结构设计的逻辑门稳定性较高；同时，拓扑磁结构具有存储密度高、功耗低、响应速度快、非易失等优点，在掉电时仍然能够保留逻辑值，无待机功耗，因此基于拓扑磁结构设计的逻辑门功耗也较低。

在其中一个实施例中，所述逻辑门还被配置为：

当向所述第一输入端输入所述拓扑磁结构，且所述第二输入端不输入所述拓扑磁结构时，使所述第一输出端无所述拓扑磁结构输出，代表所述逻辑门输入1和0、输出0；

当所述第一输入端不输入所述拓扑磁结构，且向所述第二输入端输入所述拓扑磁结构时，使所述第一输出端无所述拓扑磁结构输出，代表所述逻辑门输入0和1、输出0；

当向所述第一输入端及所述第二输入端均输入所述拓扑磁结构时，使所述第一输出端输出所述拓扑磁结构，代表所述逻辑门输入1和1、输出1。

上述实施例中基于拓扑磁结构的逻辑门，通过拓扑磁结构在第一输入端、第二输入端与第一输出端之间的移动，实现与门的逻辑功能。