具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本发明实施例1公开了一种忆阻器阻值调控方法，其中，需要调控的忆阻器如图1中被虚线框所围住的部分所示，图1中包括多个忆阻器1与多个晶体管2组成的忆阻器阵列；针对每个忆阻器1，在一个实施例中，忆阻器1的负极12连接晶体管2的漏极21，晶体管2的源极23接地，施加在忆阻器1正极11的脉冲幅度恒定，晶体管2的栅极22施加有栅压；在忆阻器阵列中，可以通过行控制线连接各忆阻器1的正极11，可以通过栅极控制线连接各晶体管2的栅极22，可以通过列控制线连接各晶体管2的源极23。此外，脉冲的幅度为忆阻器可承受的最大电压幅度，也即行控制线上施加的脉冲的电压幅度为可施加的最大正、负电压值(对应脉冲包括正脉冲与负脉冲)，例如最大正电压值可以为4.8V，最大负电压值为-4.8V；以此可以尽量降低调制阶段的栅极电压，以及避免同列线上的器件的误调整。

在实际的方案中，当某个忆阻器1(如图1中被虚线框所围住的部分)需要进行阻值调控时，则该忆阻器1的正极11连接行控制线，以通过行控制线施加电压幅度恒定的脉冲(具体的电压幅度如图1中的V_p)；该忆阻器1所连接的晶体管2的栅极22连接栅极控制线，以通过栅极控制线施加栅压(如图1中的V_g)，至于该忆阻器1所连接的晶体管2的源极23连接列控制线，以基于列控制线实现接地。对忆阻器进行阻值调控的目的是要将忆阻器的阻值调整到目标阻值，具体调整到目标阻值可以允许有一定的误差，例如可以以有±5％的误差，由此基于目标阻值以及允许的误差生成有目标阻值区域；忆阻器基于不同的产品种类以及不同的实际应用场景，误差可以有不同。

而当某个忆阻器1(如图1中未被虚线框所围住的部分)不需要进行阻值调控时，则控制行控制线与该忆阻器1的正极11中断连接，也即执行floating，同时，该忆阻器1所连接的晶体管2的栅极22和源极23分别通过栅极控制线、列控制线实现接地。

如图2或图3所示，为本发明提出的一种忆阻器阻值调控方法的流程图，其中，该方法包括：

步骤1、确定待调控的忆阻器的第一阻值；

具体的，忆阻器的阻值可以通过ADC(Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器)测量电流进行转换后得到，在此得到的阻值设置为第一阻值。

在确定了第一阻值之后，需要根据第一阻值的大小，执行不同的操作，具体的：

(1)、若第一阻值小于预设值，则确定忆阻器损坏，并执行结束流程；预设值小于目标阻值区域中的最小阻值。具体的，预设值例如可以设置为3K欧姆，由此第一阻值的阻值范围在0-3K欧姆之间，可以确定该忆阻器损坏，则直接退出调控流程。

(2)若第一阻值处于目标阻值区域内，则执行步骤7。具体的，若第一阻值处于目标阻值区域内，则说明该忆阻器初始的阻值与目标阻值之间非常接近，不需要过多的调整，可以直接进入后续步骤7对应的阻值校验阶段。

(3)若第一阻值处于所述目标阻值区域外，且第一阻值大于预设值，同时第一阻值小于预设阈值，则执行步骤5。具体的，第一阻值处于目标阻值区域外，第一阻值大于预设值，说明该忆阻器损坏没有损坏，进一步的第一阻值小于预设阈值，则说明第一阻值与目标阻值之间有一定差距，但是差距不大，可以直接进入后续的阻值调制阶段，以对阻值进行精细化调整。

除开上述的3种情况外，还有第(4)种情况，若第一阻值大于预设阈值，具体的预设阈值例如可以为1M欧姆；则执行步骤2；第(4)情况说明第一阻值与目标阻值之间有较大的差距，需要先进行电铸，对阻值进行粗调，以使得阻值更靠近目标阻值，具体的，也即执行步骤2。

步骤2、基于脉冲与栅压对忆阻器执行电铸；电铸用于打通忆阻器的导电通道；

步骤2具体包括：

步骤21、确定忆阻器的目标阻值；每个忆阻器的目标阻值是事先设置好的。

步骤22、根据目标阻值调整栅压；目标阻值越大，调整后的栅压越小；

步骤23、基于脉冲与调整后的栅压对忆阻器执行电铸。

具体的，先确定忆阻器的目标阻值，再根据忆阻器的目标阻值调整栅压，目标阻值越大，调整后的栅压越小；在实际的应用中，例如将阻值从大到小(也可以从小到大)划分为多个区域，每个区域对于一个档位，例如档位从小到大依次可以分为档位1、档位2、档位3；若目标阻值在档位1的范围内，则调整后的栅压最大；若目标阻值在在档位2的范围内，栅压可以略微降低；若目标阻值在在档位3的范围内，则调整后的栅压最小。调整好栅压后，结合位于忆阻器正极的脉冲一起对忆阻器执行电铸。

步骤3、判断电铸是否成功，若电铸成功，则执行步骤4；

每次执行电铸之后，会判断电铸是否成功；具体判断电铸是否成功可以根据电铸前后的忆阻器的阻值变化来进行判断；若阻值变化达到一定程度，使得阻值更靠近目标阻值了，例如电铸前阻值大于预设阈值，电铸之后阻值小于预设阈值，则说明电铸成功，反之若电铸之后，阻值仍大于预设阈值，则说明未成功。

若电铸未成功，则调高栅压；通过脉冲与调高后的栅压对忆阻器执行电铸，并执行步骤3，以判断此次电铸是否成功。

进一步的，该方法还包括：记录执行电铸的未成功次数；若未成功次数超过设定上限值，则执行结束流程。具体的，若执行电铸的次数超过设定上限值(具体可以根据经验来设置)，则说明该忆阻器接触不良，结束对该忆阻器的调控过程。

步骤4、确定忆阻器的第二阻值；

若电铸成功，则获取此时忆阻器的电阻，并设置此时的电阻为第二电阻。

在确定了第二阻值之后，需要根据第二阻值的大小，执行不同的操作，具体的，由于电铸成功，因此忆阻器的第二阻值相对第一阻值更靠近目标阻值区域，具体的，经过步骤2的电铸过程，且电铸成功后，得到的第二阻值会有两种情况，第一种是处于目标阻值区域内；第二种则是处于目标阻值区域外；

由此，当第二阻值对应第一种情况时，也即第二阻值处于目标阻值区域内，则执行步骤7。具体的，若是第二阻值处于目标阻值区域内，则说明该忆阻器此时的阻值与目标阻值之间非常接近，不需要过多的调整，可以直接进入后续步骤7对应的阻值校验阶段。

而若是第二阻值对应第二种情况时，则执行步骤5。

步骤5、基于脉冲与栅压对忆阻器执行阻值调制；

具体的，脉冲包括：正脉冲与负脉冲；步骤5包括：

步骤51、基于第二阻值选择脉冲宽度；第二阻值越大，选择的脉冲宽度越小；

具体的，第二阻值处于目标阻值区域外，基于前述的电铸阶段，忆阻器此时的阻值已经比较靠近目标阻值，不适合再执行电铸等粗调的方式，需要执行阻值调制这种细调的方式，具体的，粗调与细调的区别在于调整时改变阻值的大小不同；相对于细调，粗调所改变的阻值更大。

在进行阻值调制时，先基于第二阻值(即忆阻器此时的实际阻值)选择脉冲宽度，第二阻值越大，选择的脉冲宽度越小；仍以上述的档位来进行说明，例如第二阻值位于档位1对应的阻值区间内，由于档位1中的阻值最小，因此，所选择的脉冲宽度最大；若第二阻值位于档位2对应的阻值区间内，则所选择的脉冲宽度居中；若第二阻值位于档位3对应的阻值区间内，则所选择的脉冲宽度最小。

步骤52、按照Set方向和Reset方向分别对栅压进行初始化，得到Set栅压与Reset栅压；Set栅压小于Reset栅压；

具体的，Set方向的栅压用于调低阻值，Reset方向的栅压用于调高阻值，首先进行初始化，以确定Set方向的栅压的初始值，与确定Reset方向的栅压的初始值。

初始化栅压后，根据第二阻值与目标阻值的大小关系，有不同的处理方式，具体如以下步骤53与步骤54所示。

步骤53、若第二阻值小于忆阻器的目标阻值，调用Reset栅压，并选择负脉冲按照选择的脉冲宽度以预设时间间隔施加一组脉冲(具体一组脉冲可以包括多个脉冲)；具体的，若第二阻值小于目标阻值，则调用Reset栅压V_{g_reset}、选择负脉冲按照选择的脉冲宽度T_p以预设时间间隔施加一组脉冲。

步骤54、若第二阻值大于目标阻值，调用Set栅压，并选择正脉冲按照选择的脉冲宽度以预设时间间隔施加一组脉冲；具体的，若第二阻值大于目标阻值，则调用Set栅压V_{g_set}、选择正脉冲(例如V_p＝4.8V)按照选择的脉冲宽度T_p以预设时间间隔施加一组脉冲。

步骤55、记录每次施加脉冲后的忆阻器的阻值，并将记录的阻值设置为第二阻值，以执行步骤53或步骤54；

具体的，每次施加脉冲(也即执行一次步骤54或步骤55)后，记录忆阻器的阻值，将记录的该电阻设置为第二阻值，重复执行步骤54或步骤55。

步骤56、若获取到预设数量的阻值，且当前最新的阻值处于目标阻值区域内，则完成对忆阻器的阻值调制。

具体的，例如执行步骤54或步骤55的次数为3次，也记录到3次忆阻器的阻值，例如最新获取的阻值标记为R_read2，而R_read0则指上上次施加脉冲后读取的阻值。判断R_read2是否位于目标阻值区域内，若确定位于，则完成忆阻器的阻值调制，后续进入步骤6进行阻值校验。

若当前最新的阻值处于目标阻值区域外，判断最新施加的脉冲是否导致当前最新的阻值与目标阻值的大小关系发生变化；

具体的，当前最新的阻值与目标阻值的关系基于公式：来表示，其中R_read1是指当前次新的阻值(即当前第二新的阻值)；R_{t arg et}指目标阻值；当公式的异或结果为1时，表明大小关系发生改变；当公式的异或结果为0时，表明大小关系未发生改变。

若判断最新施加的脉冲导致当前最新的阻值与目标阻值的大小关系发生变化，则基于初始的Set栅压与初始的Reset栅压，以执行步骤53或步骤54。大小关系发生变化，则说明阻值调制过度，需要基于初始的Set栅压与初始的Reset栅压，以重新进行阻值调制。

若判断未发生变化，则判断预设数量的阻值中任意两个阻值的最大差值是否大于当前最新的阻值与预设百分比的乘积；当前最新的阻值越大，对应的预设百分比越小；

具体的，当大小关系未发生变化，则表明下次脉冲施加方向不变，需要判断{R_read0,R_read1,R_read2}中任意两个阻值的最大的差值是否超过当前最新的阻值的百分比，该百分比依据当前最新的阻值所处档位区间设定，仍以上述为例来进行说明，例如档位1对应的百分比为6％，档位2对应的为5％，档位3对应的为4％。

若判断结果为是，则保持当前的Set栅压与当前的Reset栅压，以执行步骤53或步骤54；当最大差值超过当前最新的阻值的一定百分比，则表明本次脉冲施加有效地改变忆阻器内部状态，下次脉冲施加不需要调整栅压值。

若判断结果为否，则对Set栅压与Reset栅压进行加大，以执行步骤53或步骤54。当最大差值未超过当前最新的阻值的一定百分比，则表明本次脉冲施加未能有效地改变忆阻器内部状态，下次脉冲施加需要加大栅压值。

进一步的，对Set栅压与Reset栅压进行加大，包括：

通过每次增加第一增加值的方式加大Set栅压；

通过每次增加第二增加值的方式加大Reset栅压；

其中，第一增加值小于第二增加值；当前最新的阻值与目标阻值的差值越小，第一增加值与第二增加值两者越小。

具体的，栅压的增加值根据调制方向和当前阻值范围有所不同。在此以一个例子来进行说明，例如当前最新的阻值在目标阻值的±20％范围外，即表明目前调整的余地较大，以此将Reset方向的第二增加值设为0.1V，将Set方向的第一增加值设为0.02V；当达到目标阻值的±20％范围内，则表明目前调整的余地较小了，应减小增加值避免过度调制，将Reset方向的第二增加值变为0.02V，Set方向的第一增加值变为0.01V。

进一步的，Set栅压与Reset栅压均设置有上限值，Set栅压的上限值小于Reset栅压的上限值。例如Reset栅压的上限值和Set栅压的上限值分别为4V和2.5V，以此避免无限对栅压进行加大，控制阻值调制的次数，当阻值调制的次数达到预设次数，则停止对该忆阻器进行调控。

在完成阻值调制后，执行步骤6。

步骤6、在阻值调制后确定忆阻器的第三阻值；

具体的，若第三阻值处于目标阻值区域内，则执行步骤7。

步骤6可以包括：在阻值调制后连续多次读取忆阻器的第三阻值，得到多个第三阻值，若最新得到的第三阻值处于目标阻值区域内，则执行步骤7；具体的，例如连续获取5次第三阻值，具体的次数根据实际情况可以灵活调整。由此，需要判断最后一次获取的第三阻值是否处于目标阻值区域内，若最后一次获取的第三阻值处于目标阻值区域内，则执行步骤7。

步骤7、对忆阻器进行阻值校验，若所述阻值校验成功，则完成对所述忆阻器的阻值调控。

具体的，前述步骤6中获取了多个第三阻值，由此步骤7包括：

步骤71、判断每个第三阻值是否均处于目标阻值区域内，且多个第三阻值中任意两个第三阻值的最大差值是否小于忆阻器的目标阻值与预设比例的乘积；目标阻值越大，对应的预设比例越小；

步骤72、若判断结果都为是，则确定阻值校验通过。

继续以上述获取了5次第三阻值为例来进行说明，当5次得到的第三阻值均在目标阻值区域内，同时5次得到的第三阻值中任意两个第三阻值的最大差值低于目标阻值与一定比例的乘积(例如目标阻值处于档位1时对应的百分比为6％，档位2对应的百分比为5％，档位3对应的百分比为4％)，则认为阻值校验通过，完成了对忆阻器的阻值调控。

若判断结果不都为是，则执行步骤5。

以上述获取了5次第三阻值为例来进行说明，若并不是5次得到的第三阻值均在目标阻值区域内，或5次次得到的第三阻值中任意两个第三阻值的最大差值不低于目标阻值与一定比例的乘积，则以5次得到的第三阻值中偏离目标阻值最多的第三阻值作为该忆阻器当前的实际阻值，重新进行阻值调制操作。

实施例2

本发明实施例2还公开一种计算机终端，该计算机终端中包括处理器201与存储器202；其中，如图4所示，存储器202中存储有程序，处理器201运行程序时执行实施例1中的忆阻器阻值调控方法。

实施例3

本发明实施例3还公开一种忆阻器阻值调控装置，可以应用于在实施例2中的计算机终端中，可用于执行或实现上述方法中的各步骤。忆阻器阻值调控装置可以包括至少一个可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器202中或固化在计算机终端操作系统(Operating System，OS)中的软件功能模块。处理器201用于执行存储器202中存储的可执行模块，例如忆阻器阻值调控装置中所包括的软件功能模块及计算机程序等。具体的，如图5所示，忆阻器阻值调控装置可以包括以下模块：

第一确定模块301，用于确定待调控的忆阻器的第一阻值，若第一阻值大于预设阈值，则执行电铸模块302；

电铸模块302，用于基于脉冲与栅压对忆阻器执行电铸；电铸用于打通忆阻器的导电通道；

判断模块303，用于判断电铸是否成功，若电铸成功，则执行第二确定模块304；

第二确定模块304，用于确定忆阻器的第二阻值，若第二阻值处于预设的目标阻值区域外，则执行调制模块305；

调制模块305，用于基于脉冲与栅压对忆阻器执行阻值调制；

第三确定模块306，用于在阻值调制后确定忆阻器的第三阻值，若第三阻值处于目标阻值区域内，则执行校验模块307；

校验模块307，用于对忆阻器进行阻值校验，若阻值校验成功，则完成对忆阻器的阻值调控。

电铸模块302，用于：

步骤21、确定忆阻器的目标阻值；

步骤22、根据目标阻值调整栅压；目标阻值越大，调整后的栅压越小；

步骤23、基于脉冲与调整后的栅压对忆阻器执行电铸。

第一确定模块301，还用于：

若第一阻值小于预设值，则确定忆阻器损坏，并执行结束流程；预设值小于目标阻值区域中的最小阻值。

第一确定模块301，还用于：

若第一阻值处于目标阻值区域内，则执行校验模块307。

第一确定模块301，还用于：

若第一阻值处于目标阻值区域外，且第一阻值大于预设值，同时第一阻值小于预设阈值，则执行调制模块305。

判断模块303，还用于：

若电铸未成功，则调高栅压；

通过脉冲与调高后的栅压对忆阻器执行电铸，并执行判断模块303。

判断模块303，还用于：

记录执行电铸的未成功次数；

若未成功次数超过设定上限值，则执行结束流程。

第二确定模块304，还用于：

若第二阻值处于目标阻值区域内，则执行校验模块307。

脉冲包括：正脉冲与负脉冲；

调制模块305，用于执行以下步骤：

步骤51、基于第二阻值选择脉冲宽度；第二阻值越大，选择的脉冲宽度越小；

步骤52、按照Set方向和Reset方向分别对栅压进行初始化，得到Set栅压与Reset栅压；Set栅压小于Reset栅压；

步骤53、若第二阻值小于忆阻器的目标阻值，调用Reset栅压，并选择负脉冲按照选择的脉冲宽度以预设时间间隔施加一组脉冲；

步骤54、若第二阻值大于目标阻值，调用Set栅压，并选择正脉冲按照选择的脉冲宽度以预设时间间隔施加一组脉冲；

步骤55、记录每次施加脉冲后的忆阻器的阻值，并将记录的阻值设置为第二阻值，以执行步骤53或步骤54；

步骤56、若获取到预设数量的阻值，且当前最新的阻值处于目标阻值区域内，则完成对忆阻器的阻值调制。

调制模块305，还用于：

若当前最新的阻值处于目标阻值区域外，判断最新施加的脉冲是否导致当前最新的阻值与目标阻值的大小关系发生变化；

若判断发生变化，则基于初始的Set栅压与初始的Reset栅压执行步骤53或步骤54；

若判断未发生变化，则判断预设数量的阻值中任意两个阻值的最大差值是否大于当前最新的阻值与预设百分比的乘积；当前最新的阻值越大，对应的预设百分比越小；

若判断结果为是，则保持当前的Set栅压与当前的Reset栅压，以执行步骤53或步骤54；

若判断结果为否，则对Set栅压与Reset栅压进行加大，以执行步骤53或步骤54。

具体的，对Set栅压与Reset栅压进行加大，包括：

通过每次增加第一增加值的方式加大Set栅压；

通过每次增加第二增加值的方式加大Reset栅压；

其中，第一增加值小于第二增加值；当前最新的阻值与目标阻值的差值越小，第一增加值与第二增加值两者越小。

进一步的，Set栅压与Reset栅压均设置有上限值，Set栅压的上限值小于Reset栅压的上限值。

第三确定模块306，用于执行以下步骤：

在阻值调制后连续多次读取忆阻器的第三阻值，得到多个第三阻值，若每个第三阻值均处于目标阻值区域内，则执行步骤7；

校验模块307，用于执行以下步骤：

步骤71、判断多个第三阻值中任意两个第三阻值的最大差值是否小于忆阻器的目标阻值与预设比例的乘积；目标阻值越大，对应的预设比例越小；

步骤72、若判断结果为是，则确定阻值校验通过。

校验模块307，还用于若判断结果不为是，则选择偏离目标阻值最大的第三阻值作为第二阻值，以执行调制模块305。

进一步的，脉冲的幅度为忆阻器可承受的最大电压幅度。

实施例4

本发明实施例4还公开了一种存储介质，如图6所示，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序运行时执行实施例1中所述的忆阻器阻值调控方法。

本方案通过栅压与脉冲对忆阻器进行电铸、阻值调制的方式，实现了逐步将忆阻器的阻值逼近目标阻值的效果，且能够实现阻值的快速精确写入，并大幅提高器件的保持时间，为实现忆阻器类脑计算和存算一体提供了工程解决方案，并将极大地推进忆阻器产品化应用的进程。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。