目前最為廣泛的計算機體系架構是馮·諾依曼架構,在此架構中計算機的處理設備(CPU)與存儲器設備是分離的,處理器與存儲器通過數(shù)據(jù)總線通道鏈接。而這種將存儲器與處理器分開的結構會產生了“馮·諾依曼瓶頸”問題,限制了計算機處理數(shù)據(jù)速度的提高,引發(fā)了“存儲墻”問題。為了解決此問題,人們迫切的希望能有更先進的結構出現(xiàn),于是存儲計算一體化的概念變被提出,即將計算機的處理器與存儲器相結合,這便對存儲設備提出了更高的要求。阻變存儲器設備(RRAM)由于其不僅具備非揮發(fā)性的存儲特點,而且還具備優(yōu)異的電學特性成為了解決這一問題的有利“候選者”。阻變存儲器既可以作為存儲設備完成數(shù)據(jù)的存儲功能,同時也可以進行邏輯計算,可以實現(xiàn)計算與存儲的結合,可能成為未來計算機結構的重要組成部分。但同時對于阻變存儲器的開發(fā)尚在理論研究階段,阻變存儲器的溫度特性還不是十分穩(wěn)定,尚可在電路方面進行改進�；谧枳兇鎯ζ鞯倪壿嬘嬎惴椒ㄒ呀浻幸恍┱撐倪M行討論,本文是在前人的基礎上利用新型的計算邏輯設計了效率更高的計算電路,同時也針對阻變存儲器的溫度特性,對存儲器芯片的外圍讀寫電路展開改進,提高了阻變存儲器在不同溫度下的穩(wěn)定性,論文的主... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學北京市

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１存儲器的分類??２．１．１鐵電存儲器??

鐵電存儲器的優(yōu)點在于讀寫速度快，且功耗極低，不存在最大寫入次數(shù)的問??題理論上可以進行無限次擦寫；但是鐵電存儲器也有其不足之處，受限于鐵電材??料的制約，鐵電存儲器的讀出次數(shù)有限制。如圖２－２所示的是不同鐵電存儲器架??構圖。??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鐵電存儲器模型結構及元件顯微鏡照片??２．１．２相變存儲器??相變存儲器是一種通過改變相變材料的晶態(tài)和非晶態(tài)來改變其阻態(tài)大小，??從而存儲數(shù)據(jù)的存儲器。工作原理如下，在相變存儲器上施加操作電壓，可以使??相變材料達到一定的溫度后相變材料的阻態(tài)會發(fā)生改變，這樣就達到了存儲數(shù)據(jù)??的目的。??１９６８年，Ｓ．Ｏｖｓｈｉｎｓｋｙ發(fā)表首篇關于非晶體相變的文章，開創(chuàng)／非晶體半??６??

相變存儲器的優(yōu)勢在于空閑的時候功耗低，讀出過程不會對存儲設備及數(shù)據(jù)??產生破壞；但是同樣也存在不足之處，其讀寫時間與其他憶阻器相比較慢，而且??存儲容量有待提升，材料的工作溫度范圍也比較狹窄。如圖２－３所示，相變存儲??器單元結構圖［３２］。??Ｃｏｌｕｍｎ??ＰＣ、１??．．．．．．．??ｅｃｔｒｏｄｅ??置，??圖２－３相變存儲器單元結構??２．１．３磁阻存儲器??磁阻存儲器是一種利用改變磁阻材料磁化方向來改變設備電阻大小的存儲??器。它可以調節(jié)鐵磁體中的電子旋轉的方向來控制輸出的電流強弱，也稱為隧穿??磁阻效應。??１９７５年，Ｊｕｌｌｉｅｒｅ最早提出隧穿磁阻效應［３３１，在低溫環(huán)境中成功觀測到了這??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]阻變存儲器研究進展[J]. 龍世兵,劉琦,呂杭炳,劉明.  中國科學:物理學 力學 天文學. 2016(10)
[2]阻變式存儲器存儲機理[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存儲技術的障礙[J].   電子設計技術. 2003(04)

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

碩士論文
[1]基于憶阻器的加法器和乘法器高效設計與模擬[D]. 張娜.國防科學技術大學 2011



本文編號：2912135