[发明专利]基于三值忆阻器交叉阵列的数字同或与异或门实现方法

说明书

本发明公开了一种基于三值忆阻器交叉阵列的数字同或与异或门实现方法。本发明采用4×3结构的三值忆阻器交叉阵列，其中两个作为输入忆阻器，一个作为输出忆阻器。本发明基于三值忆阻器交叉阵列的三值数字逻辑同或和异或门电路，结构清晰简单、易于实现。该同或门和异或门的交叉阵列实现对多值数字逻辑运算与存储一体化等诸多领域中的应用研究具有重要意义。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种三值同或与异或逻辑门实现方法，具体涉及一种三值忆阻器交叉阵列的数字同或与异或门实现方法。

背景技术

随着现代信息社会的飞速发展，信息交流而产生的数据越来越多，所需处理的数据也越来越多，这对计算机的运行速度提出了新的挑战。人们所使用的计算机大多是冯·诺伊曼架构，该架构因存储器和运算器是分离的，用于二者之间数据传输的功耗远大于计算机实际运算的功耗，因此计算机体系架构的创新研究是非常必要的。

忆阻器的出现为构建一种新的计算机架构提供了可能性。1971年，华裔科学家蔡少棠教授首次定义了第四类基本电路元件——忆阻器，用于表征电荷和磁通的关系。2008年，惠普实验室研制出了第一个忆阻器的物理元件。随后经进一步的研究发现，忆阻器开关速度快、操作功耗低且与CMOS工艺相兼容，这些特点都使得利用忆阻器来进行逻辑运算成为可能，且有两种实现方案，即利用忆阻器的阻值作为逻辑值以及利用传统的电压作为逻辑值。此外，忆阻器结构简单，能实现非常紧凑的交叉阵列结构，这是实现大规模的数据存储的关键。因此，存储与运算融合的忆阻架构具有非常大的研究价值。

多值逻辑相比于二值逻辑，能有效提高数据密度、降低电路的复杂性而且电路的串并行运算能力更强，这对于当前信息数据的不断增长趋势是有益的，因此研究三值逻辑的运算与存储是非常必要的。而忆阻器具有稳定的两个或多个阻态，因此利用多值忆阻器来实现多值数字逻辑的存储与运算具有很大的潜力和有应用价值的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种三值忆阻器交叉阵列的数字同或与异或门实现方法。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：包括一个三值同或门电路，一个三值异或门电路。