实时控制系统的电压阈值忆阻器读写模式能耗对比研究

本文主要探讨了实时控制系统（Real-Time Control System, RTCS）中利用具有电压阈值的忆阻器（Memristor with Voltage Threshold, MVT）的新型读写模式对能耗的影响。忆阻器作为人工神经网络和非冯诺依曼计算架构的关键组件，其特性使得它们在处理和存储信息时展现出独特的潜力。作者设计了一种特别的忆阻器硬件电路，即电压阈值控制系统（MVTCS），它适应于实时控制系统的运行需求。 研究的核心是引入了一种创新的强制擦除模式——不读取，高压写入（No Read, High Voltage Write, NR-HVW）。这种模式避免了常规的读取过程，直接在高电压下进行写入，从而减少了能量消耗。与之相比，论文还分析了其他两种模式：低电压读取和高电压写入（LVR-HVW），以及高电压读取和高电压写入（HVR-HVW）。通过数值仿真方法，作者对比了这些模式的能耗表现，结果显示LVR-HVW模式具有最低的能耗，HVR-HVW次之，而NR-HVW模式虽然能耗较高，但因其无需依赖于读取过程，能保证RTCS在高精度下的性能，因此在某些应用场景中可能更具优势。 文中指出，对于RTCS而言，优化的读写模式选择对于降低能耗、提高效率至关重要。这项研究为实现实时控制系统的高效能设计提供了有价值的技术支持，尤其是在能源管理方面，它强调了在实际应用中如何权衡能耗与性能之间的关系，以实现最佳的系统性能和能源利用效率。本文为忆阻器在实时控制系统中的优化使用提供了理论基础和实践指导，对于推动忆阻器技术在工业自动化、嵌入式系统等领域的广泛应用具有重要意义。