申请/专利权人：华中科技大学

申请日：2019-08-09

公开（公告）日：2021-06-11

公开（公告）号：CN110572149B

主分类号：H03K19/20(20060101)

分类号：H03K19/20(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.11#授权;2020.01.07#实质审查的生效;2019.12.13#公开

摘要：本发明公开了一种Toffoli门电路及其操作方法，其中Toffoli门电路包括控制位忆阻器、操作位忆阻器、控制器，其中控制位忆阻器和操作位忆阻器的正极共同连接在一条阵列字线上，负极分别连接在不同的阵列位线上。利用忆阻器在不同操作电压下具有多阻态的特点，通过分别在控制位忆阻器和操作位忆阻器所在的字线和位线上输入不同的控制信号来控制忆阻器两端输入的电压从而改变忆阻器的状态，进而分别存储控制位信息和操作位信息。本发明仅采用两个忆阻器即可实现Toffoli可逆逻辑功能，电路复杂度较低，电路所占面积也较小。同时由于忆阻器具有非易失的特点，在逻辑功能完成后，逻辑输出直接存储在忆阻器中，无需额外的数据传输与存储，故延时及功耗较低。

主权项：1.一种Toffoli门电路，其特征在于，包括控制位忆阻器、操作位忆阻器和控制器；所述控制位忆阻器和所述操作位忆阻器的正极共同连接在一条阵列字线上，所述控制位忆阻器和所述操作位忆阻器的负极分别连接在不同的阵列位线上；所述控制位忆阻器包括第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，分别用于表示二位控制位信息“00”、“01”、“10”、“11”；所述操作位忆阻器包括第一状态和第四状态，分别用于表示一位操作位信息“0”和“1”；所述控制位忆阻器用于根据控制器输入的电压改变自身阻值状态的来存储二位控制位信息；所述操作位忆阻器用于根据控制器输入的电压改变自身阻值状态从而存储一位操作位信息；所述控制器用于根据Toffoli门电路的逻辑运算规则分别控制所述控制位忆阻器和所述操作位忆阻器所在字线和位线上的电压；具体为：所述控制器将三位输入信息分为二位控制位信息和一位操作位信息；根据控制信号将所述控制位信息写入所述控制位忆阻器中；若所述控制位信息为“11”，则将所述操作位信息取反，并根据控制信号将其写入所述操作位忆阻器中；否则，直接根据控制信号将所述操作位信息写入所述操作位忆阻器中；其中，当所述控制位忆阻器两端的压降为V2时，所述控制位忆阻器从第一状态阻变至第二状态；当所述控制位忆阻器两端的压降为-V2时，所述控制位忆阻器从第四状态阻变至第三状态；当所述操作位忆阻器两端压降为V1时，所述操作位忆阻器从其他状态阻变至第四状态；当所述操作位忆阻器两端压降为-V1时，所述操作位忆阻器从其他状态阻变至第一状态；所述操作电压V1大于所述操作电压V2；当所述二位控制位信息为“01”时，首先将所述控制位忆阻器初始化至第一状态，然后根据控制信号将所述控制位忆阻器两端的压降设置为V2，以使所述控制位忆阻器阻变至第二状态；当所述二位控制位信息为“10”时，首先将所述控制位忆阻器初始化至第四状态，然后根据控制信号将所述控制位忆阻器两端的压降设置为-V2，以使所述控制位忆阻器阻变至第三状态；当所述控制位信息不为“11”时，若所述操作位信息为“0”，则根据控制信号将所述操作控制位忆阻器两端的压降设置为-V1，以使所述操作控制位忆阻器从其他状态阻变至第一状态；否则，根据控制信号将所述操作控制位忆阻器两端的压降设置为V1，以使所述操作控制位忆阻器从其他状态阻变至第四状态；当所述控制位信息为“11”时，若所述操作位信息为“0”，则根据控制信号将所述操作控制位忆阻器两端的压降为V1，以使所述操作控制位忆阻器从其他状态阻变至第四状态；否则，则设置初始化信号使所述操作控制位忆阻器两端的压降为-V1，以使所述操作控制位忆阻器从其他状态阻变至第一状态。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华中科技大学 一种Toffoli门电路及其操作方法

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