Teknologi Memristor Dan Aplikasi

MEMRISTOR (Portmanteau Resistor Memori) yakni komponen listrik dua terminal Pasif Non-Linear Hipotetis yg menghubungkan muatan listrik serta hubungan Fluks Magnetik. Sakelar yg dipakai untuk menyambungkan beberapa input ke beberapa output dalam matriks - itulah sebabnya dikenal sebagai Switch Matriks. 

Tahun 1971 oleh jago teori sirkuit Leon Chua. Menurut ciri hubungan matematis, memristor akan beroperasi secara hipotetis dengan cara berikut: 

➤  Ketahanan listrik memristor tidak konstan tetapi tergantung pada arus yg sebelumnya mengalir melalui perangkat, yaitu resistansi tergantung pada seberapa banyak muatan listrik telah mengalir ke arah setelahnya.

➤  Perangkat yg disebut Non-Volatilitas. Ketika pasokan tenaga listrik dimatikan, memristor mengingat resistansi terbaru hingga diaktifkan kembali. 

Profesor Leon Chua melihat contoh

  ➤  Resistor

  ➤  Kapasitor

  ➤  Induktor

Dimana, ia melihat komponen yg hilang serta menamakannya

Resistor Memori atau Memristor.

Properti - Karakteristik Perangkat (unit) - Persamaan diferensial

  ➤  Resistor (R)      Resistance (V / A, atau ohm, Ω)    R = dV / dI

  ➤  Kapasitor (C)    Kapasitansi (C / V, atau farad)      C = dq / dV

  ➤  Induktor (L)     Induktansi (Wb / A, atau henry)    L = dΦ / dI

  ➤  Memristor (M)  Memristance (Wb / C, atau ohm)   M = dΦ / dq

Tabel diatas meliputi semua rasio yg berarti dari diferensial I, Q, Φ, serta V. Tidak ada perangkat yg sanggup menghubungkan dI ke dq, atau dΦ ke dV, lantaran saya yakni turunan dari Q serta Φ yakni integral dari V.

Sampai ketika ini, untuk merancang banyak sekali sirkuit elektronik, elemen pasif dipakai menyerupai Resistor, Kapasitor, serta Induktor, tetapi elemen penting keempat pun terso, yg dinamakan sebagai "Memristor". 

Semikonduktor yg menghubungkan Resistor, Kapasitor, serta Induktor untuk menciptakan jenis elemen gres keempat yg resistensinya dinamakan sebagai Memristance yg berbeda sebagai Fungsi Fluks serta Arus. Resistensi tergantung muatan serta unit Memristor yakni Ohm.

Konstruksi MEMSISTOR

Memristor Fisik terdiri dari perangkat dua terminal yg ketahanannya bergantung pada polaritas, besar, serta rentang waktu tegangan yg diterapkan pasertaya. Ketika tegangan dimatikan, maka sisa ketahanan menyerupai yg gres saja sudah dimatikan. Ini mensokan perangkat ini sebagai perangkat memori Non-Linier yg tidak gampang terbakar.

Menunjukkan dua terminal memristor memakai TiO2 (Titanium Dioksida) sebagai materi Resistif. TiO2 bekerja makin anggun daripada materi menyerupai SiO2. Setelah tegangan diterapkan di seluruh elektroda platinum, atom oksigen dalam materi menyebar kanan atau kiri, tergantung pada polaritas tegangan, menciptakan padat lebih tipis atau lebih tebal, menghasilkan perubahan perlawanan.

Aplikasi MEMSISTOR

Perangkat Resistensi Variabel dua terminal, yg dipakai dalam beberapa aplikasi seperti 

  ➤  Rangkaian Logika

  ➤  Sistem Neuromorfik

  ➤  Memori Digital

Aplikasi MEMORI

Menyimpan sedikit data dalam DRAM, dimana kapasitor dibangun kembali dengan memristor. Ketika disamakan dengan DRAM serta SRAM

Jenis memori ini mempunyai banyak manfaat seperti

 ➥  Tidak gampang menguap

 ➥  Menunjukkan skalabilitas yg baik

 ➥  Tidak mempunyai kekuatan fatwa keluar. 

Memori untuk Memori Flash dalam hal berkecepatan serta skalabilitas.

Memristor bekerja sama dengan baik menyerupai Sinapsis Biologis. 

Fitur ini menciptakan blok konstruksi yg baik dalam Sistem Neuromorfik,

Pembentukan Sinapsis serta Neuron dilakukan sebagai Sistem Elektronik. 

Jenis memori yg mempunyai banyak manfaat ketika kita menyamakannya dengan DRAM serta SRAM.

Aplikasi SIRKUIT LOGIKA

Digunakan dalam sirkuit memristor CMOS Hibrid atau dipakai sebagai gerbang logika yg berdiri sendiri.

Aplikasi Field-Programmable Gate Array (FPGA)

Logika memristors, Saklar yg sanggup dikonfigurasi serta dalam menghubungkan gerbang CMOS-Logika.

Masa depan, dipakai untuk melaksanakan logika digital dengan dukungan implikasi, bukan NAND. Meskipun jumlah memristor telah dibangun, masih ada beberapa lagi yg harus dicapai. 

Manfaat MEMSISTOR

Manfaat teknologi Memristor.
  ➽  Ketika listrik terganggu di sentra data,
       ia menawarkan keandalan serta ketahanan yg lebih besar.
  ➽  Memristors tidak mengkonsumsi daya ketika tidak digunakan 
       serta merasa nyaman dengan antarmuka CMOS.
  ➽  Kepadatan memungkinkan isu aksesori untuk disimpan.
  ➽  Memungkinkan untuk boot lebih cepat 
       karena isu tidak hilang ketika perangkat dimatikan.
  ➽  Memungkinkan untuk boot lebih cepat lantaran isu tidak hilang 
       ketika perangkat dimatikan.Memristor = Hard disk + RAM
  ➽  Memristor = Hard disk + RAM
  ➽  Menggunakan lebih sedikit energi serta menghasilkan lebih sedikit panas.
  ➽  Menghilangkan keperluan untuk menulis agenda komputer 
       yg mengulangi penggalan kecil dari otak.
  ➽  Sebagai memori Non-Volatile, 
       Memristors tidak mengkonsumsi daya ketika tidak digunakan.
  ➽  Membuat komputer analog yg bekerja lebih cepat 
       daripada komputer digital.
  ➽  Menawarkan ketahanan serta keandalan yg lebih besar 
       ketika daya terganggu di sentra data.
  ➽  Kepadatan memungkinkan untuk lebih banyak isu untuk disimpan.

[  Knowledge | Pengetahuan  ]

[ Avionics Knowledge ]  -  [ The Computer Networking ]

Programmable Logic Device

Perangkat Logika Terprogram (PLD) Komponen elektronik yg dipakai untuk membangun Sirkuit Digital Terkonfigurasi. Tidak menyerupai Gerbang Logika, mempunyai fungsi tetap, mempunyai fungsi yg tidak terdefinisi dikala pembuatan. Sebelum dipakai harus Diprogram / Dikonfigurasi.

Perangkat Semikonduktor sanggup diprogram untuk mendapat perangkat logika yg diperlukan. Keuntungan dari Programabilitas Ulang, mengganti perangkat logika tujuan khusus menyerupai Gerbang Logika, Flip-Flop, Counter serta Multiplexer dalam aplikasi Semi-Otomatis. 

Dikategorikan oleh beberapa Parameter

 ➤  Programmable Type
 ➤  Jumlah Baris Input / Output
 ➤  Tegangan Suplai
 ➤  Kepadatan Memori
 ➤  Sistem Gerbang
 ➤  Jenis Kemasan
 ➤  Parameter Khusus

FACTORY 
PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE

Read Only Memory (ROM)
Jenis memori Non-Volatil yg dipakai di komputer serta perangkat elektronik. Data disimpan dalam ROM hanya sanggup dimodifikasi secara perlahan, dengan kesulitan, atau tidak sama sekali, dipakai untuk menyimpan Firmware (perangkat lunak yg terkait bersahabat dengan perangkat keras serta tidak perlu sering diperbarui) atau perangkat lunak aplikasi di Plug-In.

Mengacu pada memori terprogram, menyerupai Dioda Matriks serta Mask ROM (MROM), yg tidak sanggup diubah sesudah pembuatan. Meskipun sirkuit diskrit sanggup diubah pada prinsipnya, sirkuit terpadu (IC) tidak bisa, serta tidak mempunyai kegunaan bila datanya jelek atau membutuhkan pembaruan. 

ROM telah menyertakan memori yg hanya sanggup dibaca dalam operasi normal, tetapi masih sanggup diprogram ulang dalam beberapa cara. 
 ➤ Memori Read-Only yg sanggup diprogram (EPROM) yg sanggup dihapus
 ➤ Memori Read-Only yg sanggup diprogram secara elektrik (EEPROM)
     dapat dihapus serta diprogram ulang, tetapi dilakukan pada berkecepatan relatif 
     lambat, memerlukan peralatan khusus serta hanya mungkin beberapa kali.

Mask Programmable Gate Array (MPGA)
Terdiri dari deretan transistor yg dihubungkan untuk mengimplementasikan sirkuit logika yg diinginkan. Koneksi yg ditentukan pengguna tersedia baik di dalam baris serta di antara baris. 

Kustomisasi dilakukan selama pembuatan chip dengan memilih interkoneksi metal, serta berarti pengguna untuk memakai MPGA biaya pengaturan besar terlibat serta waktu pembuatan panjang. Meskipun MPGA bukan FPD, tetapi MPGA setara yg sanggup diprogram pengguna.

SIMPLE PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE

PROM - Programmable Read Only Memory
Read Only Memory (ROM) ialah perangkat memori, yg menyimpan informasi biner secara permanen. Artinya, tidak sanggup mengubah informasi yg disimpan dengan cara apa pun.

Jika ROM mempunyai fitur yg sanggup diprogram, Sebagai ROM Programmable (PROM). Pengguna mempunyai fleksibilitas untuk memprogram informasi biner secara elektrik sekali dengan memakai programer PROM. Perangkat logika yg sanggup diprogram yg mempunyai larik AND array & Programmable OR. Diagram blok dari PROM ditunjukkan.

Input gerbang AND bukan tipe yg sanggup diprogram. Menggunakan 2n gerbang AND masing-masing n input. Istilah unit memakai decoder nx2n. Jadi, dekoder ini menghasilkan istilah ‘n’ menit.

PLA - Programmable Logic Array
Untuk mengimplementasikan Sirkuit Logika Kombinasi. Memiliki seperangkat Gerbang AND yg sanggup diprogram, yg menghubungkan ke satu set gerbang OR yg sanggup diprogram, kemudian dikondisikan secara kondisional untuk menghasilkan output.

Tahun 1971, General Electric Company (GE) menyebarkan perangkat logika terprogram menurut teknologi PROM baru. Perangkat eksperimental meningkatkan ROM IBM dengan memungkinkan Logika Multilevel. 

Intel memperkenalkan Floating-Gate UV Erasable PROM sehingga peneliti di GE memasukkan teknologi itu. Perangkat GE ialah PLD pertama yg sanggup dihapus, mendahului Altera EPLD lebih dari satu dekade. GE memperoleh beberapa paten awal pada perangkat logika yg sanggup diprogram.

PAL - Programmable Array Logic
Menggunakan susunan Gerbang OR dengan logika tetap sementara Gerbang susunan AND diprogram sesuai keperluan. Perangkat yg mengekspresikan output sebagai kombinasi input dalam bentuk jumlah output.

MMI memperkenalkan perangkat tahun 1978, Logika Array yg sanggup diprogram atau PAL. Arsitektur lebih sederhana daripada Signetics FPLA sebab mengabaikan OR Array yg sanggup diprogram. Membuat pecahan lebih cepat, lebih kecil serta makin ekonomis. 

Tersedia paket DIP 20 pin 300 mil sementara FPLA paket 28 pin 600 mil. Perangkat lunak desain PALASM (Assembler PAL) mengkonversi persamaan Boolean ke dalam contoh sekering yg diharapkan untuk memprogram. Perangkat PAL diambil oleh National Semiconductor, Texas Instruments serta AMD.

GLA - Generic Logic Array
Inovasi dari PAL oleh Lattice Semiconductor. Peningkatan pada PAL, perangkat menggantikan PAL atau bahkan mempunyai fungsi yg tidak tercakup. Manfaat utamanya, sanggup dihapus serta diprogram ulang, menciptakan prototipe serta perubahan desain lebih mudah.

Perbaikan PAL ialah Perangkat Logika Array Generik, GAL, yg diciptakan oleh Lattice Semiconductor tahun 1985. Perangkat mempunyai sifat logis yg sama menyerupai PAL tetapi sanggup dihapus serta diprogram ulang. 

GAL mempunyai kegunaan dalam tahap pembuatan prototipe suatu desain, ketika bug dalam logika sanggup dikoreksi dengan memprogram ulang. GAL diprogram serta diprogram ulang memakai Programmer PAL, atau memakai teknik pemrograman di sirkuit pada chip pendukung.

COMPLEX PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE

CPLD lebih padat daripada PAL serta terdiri dari sejumlah besar elemen logis yg sanggup diprogram. Interkoneksi antara sel-sel makro harus ditetapkan oleh pengguna melalui jaringan interkoneksi. 

Membentuk elemen logis digabungkan bersama untuk membentuk struktur untuk mengurangi jumlah pin Input-Output (I/O). Memfasilitasi penerapan desain logika yg lebih kompleks dengan Waktu Propagasi yg sedikit lebih jelek bila ketimbang dengan PAL. 

Menawarkan karakteristik waktu yg sanggup diprediksi menciptakan mereka paling cocok untuk aplikasi kontrol kritis dengan performa tinggi. CPLD lebih disukai untuk menerapkan desain berbasis kombinasional.

Application Specific Integrated Circuits

(ASIC)

Sirkuit terpadu (IC) yg diadaptasi penggunaan tertentu, bukan untuk penggunaan tujuan umum. Misalnya, chip yg didesain untuk dalam perekam bunyi digital atau penambang Bitcoin berefisiensi tinggi ialah ASIC. Produk Standar Spesifik-Aplikasi (ASSP) ialah mediator antara ASIC serta sirkuit terpadu standar industri menyerupai seri 7400 atau seri 4000.

ASIC modern sering menyertakan seluruh mikroprosesor, blok memori termasuk ROM, RAM, EEPROM, memori flash serta blok bangunan besar lainnya. ASIC menyerupai ini sering disebut SoC (system-on-chip). Desainer ASIC digital sering memakai bahasa deskripsi perangkat keras (HDL), menyerupai Verilog atau VHDL, untuk menggambarkan fungsi ASIC.

Field Programmable Gate Array
(FPGA)

Perangkat semikonduktor berbasis Matriks Blok Logika yg sanggup dikonfigurasi (CLB) terinterkoneksi, sanggup diprogram,  serta diprogram ulang untuk keperluan aplikasi atau fungsi yg diinginkan sesudah manufaktur.

Membedakan FPGA dari Application Specific Integrated Circuits (ASIC), dibentuk khusus untuk kiprah tertentu. Meskipun One-Time Programmable (OTP), jenis SRAM berbasis diprogram kembali sebagai desain berevolusi

FPGA didasarkan teknologi Gerbang Array tidak menyerupai teknologi PROM PLD. Perangkat terdiri dari Blok Logika Dikonfigurasi (CLB) bersama dengan Matriks Interkoneksi berjalan di antara keduanya. 

FPGA menurut Tabel Look-Up (LUT) serta Flip-Flop yg membentuk pecahan dari CLB. Pengguna harus memprogram CLB untuk melaksanakan fungsi logis tertentu serta kemudian memakai matriks interkoneksi untuk menghubungkan satu atau lebih blok logika bersama. Lebih lanjut, terdiri dari Port Input-Output (I/O) yg memfasilitasi dari Pemrograman/Debugging.

Field Programmable Logic Array

(FPLA)

Sirkuit terpadu yg didesain untuk dikonfigurasi oleh pelanggan atau desainer, maka  "Field-Programmable". Konfigurasi FPGA ditentukan memakai bahasa deskripsi perangkat keras (HDL), menyerupai dengan yg dipakai untuk sirkuit terintegrasi khusus aplikasi (ASIC). 

FPGA Spartan Xilinx, berisi serangkaian blok logika yg sanggup diprogram serta interkoneksi dikonfigurasi ulang yg memungkinkan blok-blok "Terhubung Bersama", menyerupai gerbang logika dipasangkan dengan banyak sekali konfigurasi. 

Blok Logika dikonfigurasi untuk melaksanakan fungsi kombinasional yg kompleks, atau hanya gerbang logika sederhana menyerupai AND serta XOR. FPGA, blok logika pun memasukkan elemen memori, berupa Flip-Flop atau blok memori.

APLIKASI

Perangkat Logika Terprogram

Aplikasi yg memakai Perangkat Logika Terprogram
 ➤  Jaringan
 ➤  Aerospace serta Pertahanan
 ➤  Otomotif
 ➤  Elektronik Konsumen
 ➤  Komputasi
 ➤  Sistem Moneter terpengiriman
 ➤  Komunikasi
 ➤  Audio
 ➤  Komputasi
 ➤  Avionik

[  Knowledge | Pengetahuan  ]

[ Avionics Knowledge ]  -  [ The Computer Networking ]