[发明专利]一种基于忆阻器的多值逻辑器件及操作方法

摘要

本发明公开了一种基于忆阻器的非易失性多值逻辑器件及其操作方法。本发明基于忆阻器的多电阻状态转变特性实现了多值逻辑，如三值逻辑的完备集，提出了三值逻辑的取反、右旋以及多值T门逻辑的操作方法。逻辑运算结果都以非易失性电阻状态存储在器件中，从而在器件中实现逻辑运算功能并同时实现数据存储功能，亦即存储和计算的融合，由此为超越信息器件摩尔定律的限制和突破计算机架构中冯·诺依曼瓶颈奠定器件基础。本发明公开的忆阻多值逻辑器件能够作为基本单元应用于新型固态存储器、逻辑运算器、可编程门阵列和片上系统等领域，为推动新型计算机架构提供一条新的道路。

主权项

1.一种基于多值逻辑器件实现三值逻辑加的操作方法，所述多值逻辑器件包括一个忆阻器，通过在所述忆阻器的两端施加外界激励信号使得所述忆阻器呈现高阻态H、低阻态L或更低阻态B；其特征在于，包括下述步骤：(1)通过在所述忆阻器的一端(202)接零电平脉冲(100)，且在所述忆阻器的另一端(201)接正向第二阈值转变电压脉冲+Vth2(102)，使得所述忆阻器的电阻状态初始化为更低阻态B(300)；(2)通过在所述忆阻器的一端(202)施加输入逻辑信号a，且在所述忆阻器的另一端(201)接零电平脉冲(100)，来实现所述逻辑信号a写入并储存在所述忆阻器中；其中，所述输入逻辑信号a为零电平脉冲(100)、V1电压脉冲(104)或V2电压脉冲(106)；(3)通过在所述忆阻器的一端(202)输入逻辑信号b，且在所述忆阻器的另一端(201)接零电平脉冲(100)，来实现所述逻辑信号a和所述逻辑信号b的三值逻辑加MAX(a，b)运算；其中，所述逻辑信号b为零电平脉冲(100)、V1电压脉冲(104)或V2电压脉冲(106)；(4)通过在所述忆阻器的两端施加读取电压，来实现三值逻辑加MAX(a，b)运算结果的读取。