發(fā)布時(shí)間：2020-12-12 07:50

　　目前最為廣泛的計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)是馮·諾依曼架構(gòu),在此架構(gòu)中計(jì)算機(jī)的處理設(shè)備(CPU)與存儲(chǔ)器設(shè)備是分離的,處理器與存儲(chǔ)器通過(guò)數(shù)據(jù)總線通道鏈接。而這種將存儲(chǔ)器與處理器分開(kāi)的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生了“馮·諾依曼瓶頸”問(wèn)題,限制了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)速度的提高,引發(fā)了“存儲(chǔ)墻”問(wèn)題。為了解決此問(wèn)題,人們迫切的希望能有更先進(jìn)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn),于是存儲(chǔ)計(jì)算一體化的概念變被提出,即將計(jì)算機(jī)的處理器與存儲(chǔ)器相結(jié)合,這便對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備提出了更高的要求。阻變存儲(chǔ)器設(shè)備(RRAM)由于其不僅具備非揮發(fā)性的存儲(chǔ)特點(diǎn),而且還具備優(yōu)異的電學(xué)特性成為了解決這一問(wèn)題的有利“候選者”。阻變存儲(chǔ)器既可以作為存儲(chǔ)設(shè)備完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能,同時(shí)也可以進(jìn)行邏輯計(jì)算,可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算與存儲(chǔ)的結(jié)合,可能成為未來(lái)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。但同時(shí)對(duì)于阻變存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)尚在理論研究階段,阻變存儲(chǔ)器的溫度特性還不是十分穩(wěn)定,尚可在電路方面進(jìn)行改進(jìn)�；�于阻變存儲(chǔ)器的邏輯計(jì)算方法已經(jīng)有一些論文進(jìn)行討論,本文是在前人的基礎(chǔ)上利用新型的計(jì)算邏輯設(shè)計(jì)了效率更高的計(jì)算電路,同時(shí)也針對(duì)阻變存儲(chǔ)器的溫度特性,對(duì)存儲(chǔ)器芯片的外圍讀寫(xiě)電路展開(kāi)改進(jìn),提高了阻變存儲(chǔ)器在不同溫度下的穩(wěn)定性,論文的主... 

【文章來(lái)源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１存儲(chǔ)器的分類??２．１．１鐵電存儲(chǔ)器??

鐵電存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)在于讀寫(xiě)速度快，且功耗極低，不存在最大寫(xiě)入次數(shù)的問(wèn)??題理論上可以進(jìn)行無(wú)限次擦寫(xiě)；但是鐵電存儲(chǔ)器也有其不足之處，受限于鐵電材??料的制約，鐵電存儲(chǔ)器的讀出次數(shù)有限制。如圖２－２所示的是不同鐵電存儲(chǔ)器架??構(gòu)圖。??ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｔ?（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓ）?ＦＥ－ＨｆＯ？?ｂａｓｅｄ??（ａ）?？ｒ）?０６０?ｎｍ＂＂＂＂７??職Ｍｉ響灣ｌｉｍｌｌｌ??一?Ｉ??ａ?＾?ｉｂ）?Ｉ?ＰｏＪｙ－Ｓｉ??ｈ＇－，⑶???〖■丨ＰＩ?＿隱ｎ??圖２－２鐵電存儲(chǔ)器模型結(jié)構(gòu)及元件顯微鏡照片??２．１．２相變存儲(chǔ)器??相變存儲(chǔ)器是一種通過(guò)改變相變材料的晶態(tài)和非晶態(tài)來(lái)改變其阻態(tài)大小，??從而存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。工作原理如下，在相變存儲(chǔ)器上施加操作電壓，可以使??相變材料達(dá)到一定的溫度后相變材料的阻態(tài)會(huì)發(fā)生改變，這樣就達(dá)到了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)??的目的。??１９６８年，Ｓ．Ｏｖｓｈｉｎｓｋｙ發(fā)表首篇關(guān)于非晶體相變的文章，開(kāi)創(chuàng)／非晶體半??６??

相變存儲(chǔ)器的優(yōu)勢(shì)在于空閑的時(shí)候功耗低，讀出過(guò)程不會(huì)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備及數(shù)據(jù)??產(chǎn)生破壞；但是同樣也存在不足之處，其讀寫(xiě)時(shí)間與其他憶阻器相比較慢，而且??存儲(chǔ)容量有待提升，材料的工作溫度范圍也比較狹窄。如圖２－３所示，相變存儲(chǔ)??器單元結(jié)構(gòu)圖［３２］。??Ｃｏｌｕｍｎ??ＰＣ、１??．．．．．．．??ｅｃｔｒｏｄｅ??置，??圖２－３相變存儲(chǔ)器單元結(jié)構(gòu)??２．１．３磁阻存儲(chǔ)器??磁阻存儲(chǔ)器是一種利用改變磁阻材料磁化方向來(lái)改變?cè)O(shè)備電阻大小的存儲(chǔ)??器。它可以調(diào)節(jié)鐵磁體中的電子旋轉(zhuǎn)的方向來(lái)控制輸出的電流強(qiáng)弱，也稱為隧穿??磁阻效應(yīng)。??１９７５年，Ｊｕｌｌｉｅｒｅ最早提出隧穿磁阻效應(yīng)［３３１，在低溫環(huán)境中成功觀測(cè)到了這??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]阻變存儲(chǔ)器研究進(jìn)展[J]. 龍世兵,劉琦,呂杭炳,劉明.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2016(10)
[2]阻變式存儲(chǔ)器存儲(chǔ)機(jī)理[J]. 王永,管偉華,龍世兵,劉明,謝常青.  物理. 2008(12)
[3]東芝和英飛凌聯(lián)手跨越FeRAM存儲(chǔ)技術(shù)的障礙[J].   電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2003(04)

博士論文
[1]高速、高密度、低功耗的阻變非揮發(fā)性存儲(chǔ)器研究[D]. 劉琦.安徽大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于憶阻器的加法器和乘法器高效設(shè)計(jì)與模擬[D]. 張娜.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2912135