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专利号: 2019111080267
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信息存储
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于磁性隧道结的非易失可编程储能元件阵列管理系统,包括微控制器电路、MTJ阵列、MTJ写电路、MTJ读电路、模拟数字转换电路、开关阵列、储能元件阵列以及系统的充电端和放电端,其特征在于:微控制器电路连接MTJ读电路和MTJ写电路,微控制器电路根据外部输入的指令给MTJ读电路和MTJ写电路传输指令;

MTJ写电路连接MTJ阵列,对MTJ阵列进行写操作,将不同的指令转换为MTJ阵列中每个单元的高、低电阻状态;

MTJ读电路输入端连接MTJ阵列,对MTJ阵列进行读操作,将MTJ阵列中每个单元的高、低电阻状态转换成高、低电平;

MTJ读电路输出端连接开关阵列的控制端,使开关阵列呈现不同的电路节点连接状态;

开关阵列连接储能元件阵列,其不同的节点连接状态对应储能元件之间的不同串并联连接关系;

系统的充电端和系统的放电端与开关阵列相的总线连接,开关阵列中的每个开关元件连接到开关阵列的总线上;系统的放电端为外接设备提供参数可调的放电接口,系统的充电端为储能元件阵列提供可快速充电的充电端口;

储能元件阵列的输出端和系统的放电端连接模拟数字转换电路的输入端,可实现各自输出电压的闭环控制;

模拟数字转换电路的输出端连接到微控制器电路,将系统放电端和储能元件输出端的模拟电压值转换为微控制器电路所需的数字量。

2.根据权利要求1所述的基于磁性隧道结的非易失可编程储能元件阵列管理系统,其特征在于:所述的MTJ写电路是通过控制流入MTJ单元的电流方向进而控制MTJ单元的阻值状态,MTJ写电路具有根据微控制器电路发送的写入指令,控制流入MTJ单元电流方向的功能;写电路所控制的电流是相对电流值,要保证流经MTJ单元的电流可以改变MTJ单元的自由层磁矩,同时也要保证固定层磁矩不会发生翻转,并且器件不会被击穿。

3.根据权利要求1所述的基于磁性隧道结的非易失可编程储能元件阵列管理系统,其特征在于:所述的MTJ读电路可以读取MTJ器件的电阻值状态,输出与电阻状态相对应的逻辑高低电平。

4.根据权利要求1所述的基于磁性隧道结的非易失可编程储能元件阵列管理系统,其特征在于:所述的开关阵列是由控制储能元件连通状态的控制端可控的单刀双掷开关组成的,信号可控的单刀双掷开关有四个端口,分别是控制端、固定端、选择端口一和选择端口二;开关的控制端连接MTJ读电路,开关的固定端连接相邻的储能元件,开关的选择端口二连接开关阵列的总线,接地的单刀双掷开关的选择端口一与相邻的接信号线的单刀双掷开关的选择端口一连接,以此通过控制端的信号控制相邻储能元件间的串联和并联。