Моделирование схем на основе мемристоров В.В. Ракитин
реклама
Моделирование схем на основе мемристоров В.В. Ракитин Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН Мемристор пассивный двухполюсник, сопротивление которого зависит от величины протекавшего через него заряда Простейший мемристор • • • • Структура: Металл – диэлектрик (полупроводник) – Металл • Металлами могут быть слои разводки интегральной схемы Области применения • • • • память различных типов; адаптивная многозначная логика; нейроморфные (когнитивные) системы; самонастраивающиеся микросистемы. Конструкция мемристора Линейно-дрейфовая модель мемристора Линейно-дрейфовая модель мемристора • 𝑖 = 𝐺(𝑤, 𝑣), (1) • 𝑑𝑤/𝑑𝑡 = 𝐹(𝑤, 𝑣). (2) • 𝑖 = 𝐺𝑂𝑁 𝑤 + 𝐺𝑂𝐹𝐹 1 − 𝑤 𝑣 , • 𝑑𝑤/𝑑𝑡 = 𝛼𝑣 . (4) (3) Гистерезисная ВАХ идеального мемристора Моделирование петли гистерезиса мемристора 𝑖 = 𝐺𝑂𝑁 𝑤 + 𝐺𝑂𝐹𝐹 1 − 𝑤 𝑣 , 𝑑𝑤/𝑑𝑡 = 𝛼𝑣 . (3) (4) Результаты моделирования Частотная зависимость Сужение петли гистерезиса при росте частоты Сопряжение аналогового мемристора с двоичными сигналами В запоминающих устройствах – компаратор В нейроморфных системах – пороговый нейрон В самонастраивающихся системах – предлагается дельта-сигма модулятор Дельта-сигма модулятор D-S Дельта-сигма модуляция Входной сигнал Выходной сигнал Моделирование мемристора с двоичным управлением Преобразование сигналов Гистерезисная ВАХ при бинарном управлении Моделирование автоподстройки Блок схема Нелинейный мемристор Компаратор Выводы Соединение мемристора и дельта-сигма модулятора сочетают возможности аналогового хранения информации с двоичной передачей сигналов.
