一种基于多值RRAM的快速逻辑电路

针对移动物联网设备,提出一种基于多值RRAM的快速逻辑电路,以实现非易失性存储与快速逻辑运算。利用RRAM多值存储特性,采用Crossbar结构,实现了简单快速的译码器与高存储密度查找表,使逻辑电路具有较快的运算速度和较小的面积。基于该结构实现了4位、8位和16位的乘法器,其外围电路采用SMIC 65 nm CMOS工艺实现,而其核心多值RRAM则采用Verilog-A模型模拟。仿真结果表明,与传统CMOS逻辑电路相比,基于多值RRAM的16位乘法器的速度提高了35.7%,面积减少了14%。

基于多值RRAM的高能效非易失性SRAM设计

针对常关即开型应用,本文利用RRAM的多值存储特性,提出了一种基于多值RRAM(MLC)的高能效非易失性SRAM(nvSRAM)单元电路.通过引入新型的多比特数据备份电路,本文提出的MLC-nvSRAM单元实现了将2-bit SRAM数据值同时备份到一个四值RRAM中,明显减小了电路中RRAM的器件个数和平均写入电流,进而有效降低了数据备份能耗.仿真结果表明,与传统基于单值RRAM的SLC-nvSRAM单元相比,所提出的MLC-nvSRAM单元在保持正常SRAM高读写性能的基础上,数据备份能耗和系统盈亏时间的降幅分别高达76.80%和74.01%.