CMOS忆阻器逻辑门设计：面积减小与综合验证

本文主要探讨了CMOS忆阻器混合逻辑门的设计及其在逻辑综合中的应用。由胡智鹏和尤志强两位研究人员主导的研究着重于利用忆阻器这一新兴的非易失性存储元件，旨在优化逻辑电路的设计，特别是针对减少逻辑电路的面积问题。忆阻器的独特性质，如其动态电阻可编程性，使得它们在实现复杂逻辑功能时能提供额外的优势，比如潜在的小尺寸和高集成度。 文章首先介绍了忆阻器的基本概念，强调了它在逻辑电路设计中的潜在优势，特别是在减小电路体积和功耗方面。随后，作者设计了一套新型的复合逻辑门，包括多输入与门、或门、与非门和或非门，这些逻辑门不仅保持基本功能，还具备面积小和直接级联的特点，这在传统CMOS设计中是难以实现的。 为了评估新型逻辑门的实际效果，研究者将这些逻辑门整合进开源的标准工艺库，并采用逻辑综合工具DC (Design Compiler) 进行实验。他们选择ISCAS85和ISCAS89系列中较大的规模电路作为测试样本，通过对比实验发现，使用忆阻器混合逻辑门相较于传统的CMOS设计，能够显著降低电路面积，平均减少了28.97%，显示出忆阻器在逻辑电路设计中的显著性能提升。 此外，该研究还强调了基础理论与实践的结合，通过新世纪优秀人才支持计划（NCET-12-0165）的资助，两位作者分别在数字电路设计和测试以及算法设计与分析领域有着扎实的学术背景。他们的研究成果对于推动忆阻器在集成电路设计领域的应用具有重要的实践价值，也为后续的逻辑电路优化提供了新的设计思路和技术路线。 这篇论文不仅深入探讨了CMOS忆阻器混合逻辑门的设计方法，还展示了其在实际逻辑综合中的应用效果，这对于缩小电子设备尺寸、提高能源效率和降低制造成本具有重要意义。未来的研究可能会进一步探索忆阻器在更复杂系统和更先进的技术节点上的潜力。