CN114400032B - 一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法、装置和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法、装置和介质，该方法包括：S1：设置阻变存储器的目标阻值；S2：读取阻变存储器的当前阻值，并记录操作次数；S3：将目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，通过最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器；S4：再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；S5：若满足要求，退出，否则重复上述步骤S2至步骤S4，直到满足要求为止。本发明一方面可以提高阻变存储器的操作速率，降低时间复杂度，另一方面可以提高阻变存储器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及阻变存储器应用领域，尤其涉及一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法、装置和介质。
背景技术
为了解决算力瓶颈的问题，阻变存储器应运而生，作为一种新型的器件，阻变存储器的相关技术还不是很成熟。
针对阻变存储器，可以对其施加的操作动装包括：初始化forming成型操作，置位set操作，复位reset操作。阻变存储器生产出来后，需要首先对其进行forming成型操作。除此之外，为了实现阻变存储器的处于某初值状态，如低阻或者高阻，有2种操作方式：一种是施加单一的电平脉冲的开环操作方式，此方式无法确认阻值是否处于目标阻值状态；另外一种是施加阶梯递增的脉冲，同时伴随读操作来判断阻值是否已处于目标阻值状态的闭环操作方式。针对第二种的闭环控制方式，现有的阻变存储器的操作方法是一种通过施加阶梯递增的操作电压，在每个阶梯电平施加结束期间通过读取阻变存储器的阻值来判断是否达到目标阻值，否则继续增加其操作电压，直到施加到操作电压的终止电压，此种方法的缺点有2点，一是速率比较慢，时间复杂度高，二是施加电压越来越大，影响阻变存储器的使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法、装置和介质，其具体技术方案如下：
一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法，包括以下步骤：
S1：设置阻变存储器的目标阻值；
S2：读取阻变存储器的当前阻值，并记录操作次数；
S3：将目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，通过最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器；
S4：再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；
S5：若满足要求，退出，否则重复上述步骤S2至步骤S4，直到满足要求为止。
进一步的，所述施加的操作电压条件主要包括以下参数：电压脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲个数。
进一步的，所述最优解计算算法具体为：
设当操作次数小于等于N1时，单脉冲，脉冲宽度为默认值，脉冲个数为1，电压脉冲幅值H=k1*N+b1，N为当前操作次数，k、b为线性系数，k是比例系数，b是偏移量；
设当操作次数大于N1，小于N2时，多脉冲，电压脉冲幅值为H =k1*N1+b1；脉冲宽度P，脉冲个数C，脉冲频率F(F=1/T)的取值公式等效于C*T=k2*N+b2；T=P+P0，其中P0为脉冲之间的间隔，k2、b2为线性系数，k2是比例系数，b2是偏移量，T是脉冲周期，N为当前操作次数；
设当操作次数大于等于N2时，单脉冲，脉冲宽度为默认值，脉冲个数为1，电压脉冲幅值H=k3*N+b3，N为当前操作次数，k3、b3为线性系数，k3是比例系数，b3是偏移量。
进一步的，所述阻变存储器包括：未初始化的阻变存储器、数字型阻变存储器、模拟型阻变存储器。
进一步的，当阻变存储器为未初始化的阻变存储器时，所述步骤S1包括：对其所述未初始化的阻变存储器进行初始化，并在初始化后设置所述未初始化的阻变存储器的目标阻值，具体设置目标阻值的过程为：设置目标阻值为阻值MΩ；所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据Forming成型操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器。
进一步的，当阻变存储器为数字型阻变存储器时，所述数字型阻变存储器的其阻值存储状态分别为高阻或者低阻，具体的对数字型阻变存储器设置高阻和低阻的过程分别为：
当设置目标阻值为低阻时，所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据置位操作Set操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器；
当设置目标阻值为高阻时，所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据复位操作Reset操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器。
进一步的，当阻变存储器为模拟型阻变存储器时，其所述模拟型阻变存储器存储的阻值有X组，X>2，所述步骤S1包括：设置目标阻值的阻值范围为akΩ~bkΩ；所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据置位Set与复位Reset相结合的操作方式的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器。
一种动态加速阻变存储器阻值设置的装置，包括一个或多个处理器，用于实现所述的一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现所述的动态加速阻变存储器阻值设置的方法。
有益效果：
本发明一方面可以提高阻变存储器的操作速率，降低时间复杂度，另一方面可以提高阻变存储器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法流程示意图；
图2是本发明的一种动态加速阻变存储器阻值设置的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法，包括以下步骤：
S1：设置阻变存储器的目标阻值；
S2：读取阻变存储器的当前阻值，并记录操作次数；
S3：根据操作次数、当前阻值、目标阻值等参数设置施加的操作电压条件，具体为：将前2步骤的3个参数即目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，通过最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，主要包括电压脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率(等于脉冲周期的倒数)、脉冲个数等参数，并将此电压施加于阻变存储器；
所述最优解计算算法，采用动态规划方法使得条件组合最优化，其中，为了闭环，调节阻值的过程必定是多组调节过程组合的动态调节过程，所以要求每个调节过程所施加的条件为最优条件，而每个过程的最优条件不是固定统一的，需要根据三个动态，即目标阻值、当前阻值、操作次数的输入条件进行动态调整。因此求解最优解计算算法的具体步骤如下：
设当操作次数小于等于N1时，单脉冲，脉冲宽度为默认值，脉冲个数为1，脉冲幅值H=k1*N+b1，N为当前操作次数，k、b为线性系数，k是比例系数，b是偏移量，k、b的取值根据阻变存储器的特性确定；
设当操作次数大于N1，小于N2时，多脉冲，脉冲幅值为H =k1*N1+b1；脉冲宽度P，脉冲个数C，脉冲频率F(F=1/T)的取值公式等效于C*T=k2*N+b2；T=P+P0，其中P0为脉冲之间的间隔，k2、b2为线性系数，k2是比例系数，b2是偏移量，k2，b2，P0的值根据阻变存储器的特性确定，T是脉冲周期，N为当前操作次数；
设当操作次数大于等于N2时，单脉冲，脉冲宽度为默认值，脉冲个数为1，脉冲幅值H=k3*N+b3，N为当前操作次数，k3、b3为线性系数，k3是比例系数，b3是偏移量，k3，b3的取值根据阻变存储器的特性确定。
S4：再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；
S5：若满足要求，退出，否则重复上述步骤S2至步骤S4，直到满足要求为止。
实施例1：
当阻变存储器为未初始化的阻变存储器时，首先需要对其进行初始化Forming成型操作，其目标阻值代表阻变存储器初始化后的阻值状态，因此首先读取阻变存储器的当前阻值，并记录下操作的次数；以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据Forming成型操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，主要包括电压脉冲幅值，脉冲宽度，脉冲频率，脉冲个数等参数，并将此电压施加于阻变存储器；再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；若满足要求，退出，否则重复上述步骤，直到满足要求为止。
实施例2：
当阻变存储器为数字型阻变存储器，其阻值存储状态分别为高阻或者低阻，分别代表0或者1，因此，分为以下两种情况：
（1）设置目标阻值为低阻，读取阻变存储器的当前阻值，并记录下操作的次数；以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据置位操作Set操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，主要包括电压脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲个数等参数，并将此电压施加于阻变存储器；再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；若满足要求，退出，否则重复上述步骤，直到满足要求为止。
（2）设置目标阻值为高阻，读取阻变存储器的当前阻值，并记录下操作的次数；以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据复位操作Reset操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，主要包括电压脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲个数等参数，并将此电压施加于阻变存储器；再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；若满足要求，退出，否则重复上述步骤，直到满足要求为止。
实施例3：
当阻变存储器为模拟型阻变存储器，其存储的阻值有X组，X>2，代表3组及其以上存储阻值。
设置目标阻值的一个范围阻值，读取阻变存储器的当前阻值，并记录下操作的次数；以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据置位Set与复位Reset相结合的操作方式的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，主要包括电压脉冲幅值，脉冲宽度，脉冲频率，脉冲个数等参数，并将此电压施加于阻变存储器；再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；若满足要求，退出，否则重复上述步骤，直到满足要求为止。
与前述一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法的实施例相对应，本发明还提供了一种动态加速设置阻变存储器阻值的装置的实施例。
参见图2，本发明实施例提供的一种动态加速阻变存储器阻值设置的装置，包括一个或多个处理器，用于实现上述实施例中的一种动态加速阻变存储器阻值设置的方法。
本发明的一种动态加速阻变存储器阻值设置的装置的实施例可以应用在任意具备数据处理能力的设备上，该任意具备数据处理能力的设备可以为诸如计算机等设备或装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在任意具备数据处理能力的设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图2所示，为本发明的一种动态加速阻变存储器阻值设置的装置所在任意具备数据处理能力的设备的一种硬件结构图，除了图2所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的任意具备数据处理能力的设备通常根据该任意具备数据处理能力的设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现上述实施例中的阻变存储器的动态加速测试方法。
所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的任意具备数据处理能力的设备的内部存储单元，例如硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是风力发电机的外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡（Smart Media Card，SMC）、SD卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步的，所述计算机可读存储介质还可以既包括任意具备数据处理能力的设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述任意具备数据处理能力的设备所需的其他程序和数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
以上所述，仅为本发明的优选实施案例，并非对本发明做任何形式上的限制。虽然前文对本发明的实施过程进行了详细说明，对于熟悉本领域的人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本发明精神和原则之内所做修改、同等替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设置阻变存储器的目标阻值；
S2：读取阻变存储器的当前阻值，并记录操作次数；
S3：将目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，通过最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器，所述施加的操作电压条件主要包括以下参数：电压脉冲幅值、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲个数；
所述最优解计算算法具体为：
设当操作次数小于等于N1时，单脉冲，脉冲宽度为默认值，脉冲个数为1，电压脉冲幅值H=k1*N+b1，N为当前操作次数，k、b为线性系数，k是比例系数，b是偏移量；
设当操作次数大于N1，小于N2时，多脉冲，电压脉冲幅值为H =k1*N1+b1；脉冲宽度P，脉冲个数C，脉冲频率F(F=1/T)的取值公式等效于C*T=k2*N+b2；T=P+P0，其中P0为脉冲之间的间隔，k2、b2为线性系数，k2是比例系数，b2是偏移量，T是脉冲周期，N为当前操作次数；
设当操作次数大于等于N2时，单脉冲，脉冲宽度为默认值，脉冲个数为1，电压脉冲幅值H=k3*N+b3，N为当前操作次数，k3、b3为线性系数，k3是比例系数，b3是偏移量；
S4：再次读取阻变存储器的阻值，判断是否满足目标阻值的要求；
S5：若满足要求，退出，否则重复上述步骤S2至步骤S4，直到满足要求为止。
2.如权利要求1所述的一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法，其特征在于，所述阻变存储器包括：未初始化的阻变存储器、数字型阻变存储器、模拟型阻变存储器。
3.如权利要求2所述的一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法，其特征在于，当阻变存储器为未初始化的阻变存储器时，所述步骤S1包括：对其所述未初始化的阻变存储器进行初始化，并在初始化后设置所述未初始化的阻变存储器的目标阻值，具体设置目标阻值的过程为：设置目标阻值为阻值MΩ；
所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据Forming成型操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器。
4.如权利要求2所述的一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法，其特征在于，当阻变存储器为数字型阻变存储器时，所述数字型阻变存储器的其阻值存储状态分别为高阻或者低阻，具体的对数字型阻变存储器设置高阻和低阻的过程分别为：
当设置目标阻值为低阻时，所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据置位操作Set操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器；
当设置目标阻值为高阻时，所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据复位操作Reset操作的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器。
5.如权利要求2所述的一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法，其特征在于，当阻变存储器为模拟型阻变存储器时，其所述模拟型阻变存储器存储的阻值有X组，X>2，所述步骤S1包括：设置目标阻值的阻值范围为akΩ~bkΩ；
所述步骤S3包括：以所述目标阻值、当前阻值、操作次数作为输入，根据置位Set与复位Reset相结合的操作方式的最优解计算算法求出所要施加的操作电压条件，并将此电压施加于阻变存储器。
6.一种动态加速设置阻变存储器阻值的装置，其特征在于，包括一个或多个处理器，用于实现权利要求1-5中任一项所述的一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现权利要求1-5中任一项所述的一种动态加速设置阻变存储器阻值的方法。
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| GR01 | Patent grant | ||
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