Roteador memresistivo para redes-em-chip de sistema bioinspirados

Abstract

Este estudo introduz o projeto de um roteador digital genérico voltado para sistemas bioinspirados, baseado na tecnologia dos memristors. O objetivo principal é explorar as propriedades dos memristors e avaliar sua viabilidade em circuitos digitais, particularmente em roteadores e memórias. Os memristors, dispositivos teorizados por Leon Chua em 1971, possuem a capacidade única de ajustar sua resistência com base no fluxo de carga mais recente que atravessa seus terminais. Neste projeto, utilizou-se memristors para armazenar informações e realizar operações lógicas, aproveitando-os no desenvolvimento de uma biblioteca de circuitos memresistiva. Durante a pesquisa demonstrou-se que o dispositivo idealizado por Chua (1971) não responde bem a aplicações multiníveis mais complexas, no entanto, para circuitos mais ‘leves’, apresentaram resultados satisfatórios, mas ainda inferiores em termos de ocupação de área e dissipação de energia quando comparados a tecnologias recentes, como QCA e SET. Ao final, ressaltou-se que o uso de memristors na criação de memórias SRAM se mostrou eficaz e vantajoso em relação às abordagens que dependem exclusivamente de transistores. Portanto, embora haja bastante espaço para melhorias, os memristors já demonstram um potencial para aprimorar a eficiência dos circuitos de memória num futuro próximo.

This study introduces the design of a generic digital router targeted for bioinspired systems, based on memristor technology. The main objective is to explore the properties of memristors and assess their feasibility in digital circuits, particularly in routers and memories. Memristors, devices theorized by Leon Chua in 1971, possess the unique capability to adjust their resistance based on the most recent flow of charge passing through their terminals. In this project, memristors were used to store information and perform logical operations, leveraging them in the development of a memristive circuit library. Throughout the research, it was demonstrated that the device envisioned by Chua (1971) does not respond well to heavier multilevel applications; however, for lighter circuits, they yielded satisfactory results, albeit still inferior in terms of footprint and energy dissipation compared to recent technologies like QCA and SET. In conclusion, the use of memristors in SRAM memory creation proved effective and advantageous in comparison to approaches relying solely on transistors. Therefore, while there is ample room for improvement, memristors already demonstrate potential for enhancing memory circuit efficiency in the near future.