基于忆阻器和自旋电子学的非对称基础逻辑函数的完备布尔代数

《ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems》：Complete Boolean Algebra for Memristive and Spintronic Asymmetric Basis Logic Functions

针对新兴器件技术带来的非对称逻辑需求，提出完整布尔代数框架，包含基础恒等式、定理及规范形式，支持高效电路合成与优化，建立蕴含与IAND的逻辑关系，此前方法在忆阻器全加器中减少28%计算步骤，新框架为更大优化奠定基础。

　　

摘要

随着新兴设备技术的不断发展，这些技术提供了不同的基础逻辑集，因此有必要探索创新的逻辑设计自动化方法。特别是基于忆阻器和双层雪崩自旋二极管的新型计算架构提供了非交换或“非对称”运算，即反向输入与门（IAND）和蕴含门作为基础逻辑门。现有的逻辑设计技术未能充分利用非对称逻辑函数的独特特性，导致逻辑电路的优化程度不足。本文提出了一个专门针对非对称逻辑函数的完整布尔代数框架，介绍了基本恒等式、定理和规范标准形，为高效合成和优化此类逻辑电路奠定了基础，而无需依赖传统的布尔代数。此外，本文还建立了蕴含运算和IAND运算之间的逻辑关系。之前提出的一种基于所介绍代数原理子集的改进型Karnaugh图方法，在算法设计的忆阻式全加器中减少了28%的计算步骤；目前提出的代数框架为未来的进一步改进奠定了基础。