[发明专利]利用混合CMOS-忆阻器模糊逻辑门电路及其设计方法

权利要求书

1.一种利用混合CMOS-忆阻器模糊逻辑门电路的设计方法，其特征在于，所述利用混合CMOS-忆阻器模糊逻辑门电路的设计方法包括：

步骤一，通过墨滴扩散方法构建模糊关系；

步骤二，通过模糊关系实现模糊推理；

步骤三，选择忆阻器；

步骤四，建立能够实现基于墨滴扩散的模糊推理方法的忆阻器的交叉阵列结构；

步骤五，利用基于自旋忆阻器的交叉阵列构建模糊逻辑门电路；

步骤六，对构建的模糊逻辑门电路利用LtspiceIV电路图进行仿真。

2.如权利要求1所述的利用混合CMOS-忆阻器模糊逻辑门电路的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，墨滴扩散方法的建立包括：N个模糊训练数据对，每一个输入输出训练数据就组成了一个单输入单输出模糊系统的两个模糊数：用X'和Y'来表示；第i个模糊训练数据就可以表示为{X'_iY'_I},其中

式中X和Y是论域，和分别是模糊数X′和Y′的隶属函数，那么可以得到输入和输出的模糊关系为：

模糊关系的更新方式为根据训练数据的依次输入，迭代更新，更新表达式：

其中{X'_new,Y'_new}是新的输入和输出训练数据；

灰度图像表示二值的模糊关系，坐标(x_i,y_i)内像素的强度同模糊关系u_R(x,y)的大小成正比，图中像素强度越大则颜色越深。

3.如权利要求1所述的利用混合CMOS-忆阻器模糊逻辑门电路的设计方法，其特征在于，所述步骤二中模糊推理包括：使用墨滴扩散方法构建的y＝-0.5·x²+8·x,x∈(0,10),y∈(0,40)函数的模糊关系曲面，当输入一个测试数据x_i＝4时，输出为由x＝x_i的平面与模糊关系曲面相交的一条曲线乘以x_i＝4的隶属度表达式为当输入为一个模糊数时，输入为离散的隶属度函数，则输出表示为：

4.如权利要求1所述的利用混合CMOS-忆阻器模糊逻辑门电路的设计方法，其特征在于，所述步骤三中忆阻器的等效电路建立包括：D、h、z分别为器件的长、高与宽，w为畴壁的宽度，rL表示整个忆阻器处于低阻态时每单位长度的阻值，rH表示高阻态时单位长度的阻值，忆阻器的阻值等效表达式为：

M(x)＝[rHx+rL(D-x)]；

x为畴壁移动的距离，x同电流强度J成正比，表达式为：

其中Γv为比例系数，其大小与器件的结构和材料的自然特性有关，表达式为：

P为材料的磁化率，uB为玻尔兹曼常数，e为基本元电荷，M_s为饱和磁化度；e与uB为常数，P与M_s的大小只与材料有关；

得到忆阻器的组织同电量的关系式表示为：

M(q)＝[rL·D+(rH-rL)Γq(t)]；

其中用来代替器件的比例系数同横截面积的比值。