[发明专利]在单个磁阻器件实现所有16种二元布尔逻辑运算的方法

摘要

本发明涉及一种在单个磁阻器件实现所有16种二元布尔逻辑运算的方法，其特征在于，包括以下内容：1)定义对磁阻器件所施加磁场的大小和方向，使得磁阻器件满足双驼峰形磁阻特性，并定义磁阻器件的低电阻态激发磁场强度绝对值为Ha和磁阻器件的高电阻态激发磁场强度绝对值为Hb；2)定义磁场的两个输入端口S1和S2方向，设定输入端口S1的磁场方向为正，输入端口S2的磁场方向为负；3)定义磁场的两个输入端口S1和S2的磁场的大小，对磁阻器件依次进行W1写入操作和W2写入操作；4)重新定义磁阻器件两个输入端口S1和S2磁场的大小，对磁阻器件进行W3写入操作。本发明可以广泛应用于基于磁阻效应的逻辑电路中。

主权项

1.一种在单个磁阻器件实现所有16种二元布尔逻辑运算的方法，其特征在于，包括以下内容：设置有控制磁阻器件的控制电路，控制电路包括电磁铁、控制开关和恒流源，电磁铁的两端分别连接一控制开关，两个控制开关分别通过触点形式选择性连接不同恒流源实现电磁铁工作状态的控制，磁阻器件放置于电磁铁正下方；其中，两个控制开关相当于磁场的两个输入端口S1和S2，在W1、W2和W3写入操作中，两个输入端口S1和S2由输入逻辑值来控制；1)定义对磁阻器件所施加磁场的大小和方向，使得磁阻器件满足双驼峰形磁阻特性，并定义磁阻器件的低电阻态激发磁场强度绝对值为Ha和磁阻器件的高电阻态激发磁场强度绝对值为Hb；2)定义磁场的两个输入端口S1和S2的磁场方向，设定输入端口S1的磁场方向为正，输入端口S2的磁场方向为负；3)定义磁场的两个输入端口S1和S2的磁场大小，输入逻辑值0表示磁场强度为0，输入逻辑值1表示磁场强度绝对值为Ha，对磁阻器件依次进行W1写入操作和W2写入操作，具体为：3.1)进行W1写入操作，通过设定输入端口S1的输入逻辑值为0且输入端口S2的输入逻辑值为1对磁阻器件施加磁场；3.2)进行W2写入操作，根据逻辑运算规则设定输入端口S1和输入端口S2的输入逻辑值，输入逻辑值是p、q、1或0，并根据输入端口S1和输入端口S2的实际输入逻辑值对磁阻器件施加磁场，其中，p和q为二元布尔逻辑运算的两个逻辑变量；4)重新定义磁场的两个输入端口S₁和S₂的磁场大小，对于输入端口S₁，输入逻辑值0表示磁场强度为0，输入逻辑值1表示磁场强度绝对值为H_b；对于输入端口S₂，输入逻辑值0表示磁场强度绝对值为H_b，输入逻辑值1表示磁场强度为0；对磁阻器件进行W3写入操作，根据逻辑运算规则采用相同的输入逻辑值p、1或0同时控制输入端口S₁和S₂，根据实际输入逻辑值p、1或0对磁阻器件施加磁场，其中，代表NOT p运算；其中，所述逻辑运算规则为：(1)True：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S₁和S₂；在W2写入操作中，p和0分别输入到输入端口S₁和S₂；在W3写入操作中，输入来同时控制输入端口S₁和S₂；(2)False：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，p和0分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入p来同时控制输入端口S1和S2；(3)p：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，1和p分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入1来同时控制输入端口S1和S2；(4)q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，1和q分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入1来同时控制输入端口S1和S2；(5)NOT p：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，1和p分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入0来同时控制输入端口S1和S2；(6)NOT q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，1和q分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入0来同时控制输入端口S1和S2；(7)p AND q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，p和q分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入p来同时控制输入端口S1和S2；(8)p NAND q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S₁和S₂；在W2写入操作中，p和q分别输入到输入端口S₁和S₂；在W3写入操作中，输入来同时控制输入端口S₁和S₂；(9)p OR q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，q和p分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入p来同时控制输入端口S1和S2；(10)p NOR q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S₁和S₂；在W2写入操作中，q和p分别输入到输入端口S₁和S₂；在W3写入操作中，输入来同时控制输入端口S₁和S₂；(11)p IMP q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，p和q分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入1来同时控制输入端口S1和S2；(12)p NIMP q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，p和q分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入0来同时控制输入端口S1和S2；(13)p RIMP q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，q和p分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入1来同时控制输入端口S1和S2；(14)p RNIMP q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，q和p分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入0来同时控制输入端口S1和S2；(15)p XOR q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S1和S2；在W2写入操作中，q和0分别输入到输入端口S1和S2；在W3写入操作中，输入p来同时控制输入端口S1和S2；(16)p XNOR q：在W1写入操作中，0和1分别输入到输入端口S₁和S₂；在W2写入操作中，q和0分别输入到输入端口S₁和S₂；在W3写入操作中，输入来同时控制输入端口S₁和S₂。