專利名稱：：基于等重碼尋址納米級和混合微米級/納米級陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及納米級和混合微米級/納米級電子器件，具體來說涉及用于尋址納米級存儲器陣列的編碼器-解復(fù)用器的有效率地尋址方案和集成該有效率的尋址方案的混合微米級/納米級電子裝置。
背景技術(shù)：
：目前正在對設(shè)計和制造納米級電子裝置(包括納米級存儲器)進(jìn)行大量研究和開發(fā)工作。納米級電子器件展現(xiàn)優(yōu)于微米級基于光刻的電子器件的許多優(yōu)點(diǎn)，包括大大縮減的特征尺寸和實(shí)現(xiàn)自組裝(self-assembly)以及其他相對成本低廉的基于非光刻的制作方法的可能性。但是，納米級電子裝置的設(shè)計和制造存在大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)納米級電子裝置并將納米級電子裝置結(jié)合到微米級和更大規(guī)模系統(tǒng)、裝置和產(chǎn)品中之前有待解決的許多新問題。納米級存儲器陣列是相對較短期商業(yè)化的可能候選。納米級存儲器可以作為具有滯后電阻器納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的納米線交叉桿來制作?？梢詫o定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加相對較大電壓，以可逆方式將該給定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)配置在高電阻狀態(tài)或低電阻狀態(tài)，具體的電阻狀態(tài)根據(jù)所施加電壓的極性來獲得?？梢詫o定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加相對4^氐電壓，以在不更改電阻狀態(tài)的情況下讀取給定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻狀態(tài)。但是，施加量值上更大于以可逆方式配置納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)所用的電壓的電壓，則可能不可逆地?fù)舸┦┘痈箅妷旱募{米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。每個納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)用作單個位存儲器單元，分別以高電阻狀態(tài)或低電阻狀態(tài)的形式存儲二進(jìn)制值"0"或"1"。但是，使用常規(guī)微電子信號線路和邏輯直接訪問構(gòu)造納米級陣列存儲器的納米線是困難的。相反，通過與混合微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的微米級輸出信號線路的選擇性互連來尋址納米線。將經(jīng)由微米級地址線輸入到編碼器-解復(fù)用器的納米線地址變換成編碼器輸出到編碼器-解復(fù)用器的微米級輸出信號線的被尋址納米線選擇電壓的模式。由兩個編碼器-解復(fù)用器選擇特定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的兩個納米線，促使對通過將兩個納米線地址輸入到兩個編碼器-解復(fù)用器而選擇的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加定義的電壓。因?yàn)樾枰獙㈦妷毫恐捣秶谧钚‰娮锠顟B(tài)變更閾值電壓與結(jié)點(diǎn)擊穿閾值電壓之間的量值的寫訪問電壓施加到所選的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)，所以當(dāng)對所有其他未選的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加小于最小電阻狀態(tài)變更閾值電壓以更改所選納米線結(jié)點(diǎn)的信息內(nèi)容時，編碼器-解復(fù)用器輸出的被尋址納米線選擇電壓需要在施加到所選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電壓與施加到所有其他未選的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電壓之間產(chǎn)生大的分離，或者換言之，為寫訪問操作產(chǎn)生合理大的電壓裕量。為此原因，納米線存儲器陣列的設(shè)計者和制造者認(rèn)識到需要找到有效的納米線尋址方案，以及需要基于這些尋址方案來構(gòu)建編碼器-解復(fù)用器，以^^為可靠地訪問納米線交叉桿內(nèi)的個別結(jié)點(diǎn)提供足夠的電壓裕量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的多種實(shí)施例包括用于確定納米線尋址方案的方法，以及包括結(jié)合用于可靠地尋址納米線交叉桿內(nèi)的納米線結(jié)點(diǎn)的納米線尋址方案的微米^/納米級電子裝置。這些尋址方案需要對所選的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加大于寫閾值電壓，而不對任何未選的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加寫閾值電壓，并且不對納米線交叉桿內(nèi)的任何納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加大于擊穿閾值的電壓。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)所選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻狀態(tài)或其他物理或電子狀態(tài)中的變更，而不會更改其余納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻狀態(tài)或其他物理或電子狀態(tài)，并且不會擊穿所選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)或余下未選的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的附加實(shí)施例包括結(jié)合本發(fā)明的納米線尋址方案實(shí)施例的納米級存儲器陣列和其他納米級電子裝置。本發(fā)明的某些實(shí)施例采用等重碼(constant-weightcode),差錯控制編碼的公知類碼，作為施加到選擇性地與一組納米線互連的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的微米級輸出信號線的被尋址納米線選擇電壓。等重碼為給定數(shù)量的編碼器-解復(fù)用器輸出信號線提供最佳電壓裕量。圖1示出組合的納米級/微米級電子存儲器裝置的示意圖。圖2示出組合的納米級/微米級電子存儲器裝置內(nèi)的納米線交叉桿存儲器單元子陣列的抽象表示。圖3圖示具有滯后電阻器結(jié)點(diǎn)特征的柵格狀納米線交叉桿的一部分。圖4圖示微米^/納米級交叉桿以及與另一個微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器組合使用以尋址納米線交叉桿的個別納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的編碼器。圖5A-C提供電阻器狀納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的不同圖示。圖6示出滯后電阻器納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的雙穩(wěn)態(tài)電阻狀態(tài)和工作控制電壓下電阻狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。圖7示出表示等重差錯控制編碼碼的表。圖8圖示計算二進(jìn)制碼(例如等重碼)的兩個碼字&和Ub之間的距離。圖9圖示一組8個3位矢量的距離的扭X念。圖IO示出參考圖9討論的一組3位矢量的距離分布。圖11圖示確定碼字的權(quán)重。圖12圖示等重碼。圖13圖示本發(fā)明多種實(shí)施例中采用的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器。圖14A-B圖示基于分壓器確定從微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器輸出到納米線的電壓。圖15圖示基于分壓器一般性分析從微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器輸出到納米線的電壓。圖16A-D使用與圖13所用的相同圖示約定，圖示當(dāng)將不同地址輸入到微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的編碼器時，微米級/納米級解復(fù)用器交叉桿的納米線上的電壓輸出的模式。圖17示出微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器尋址的16單元納米級存儲器陣列。圖18圖示通過將兩個地址輸入到兩個微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器，選擇納米級存儲器陣列內(nèi)的特定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。圖19圖示將碼字u與內(nèi)部納米線地址h的成對的位排序成多組w00、w01、wlO和wll。圖20以圖形方式圖示用于確定可能輸出電壓矢量v的矢量方程。圖21圖示從圖13和16A-D的示范編碼器-解復(fù)用器中采用的等重碼推導(dǎo)可能輸出電壓矢量v。圖22示出(11，66,4,5)等重碼的距離分布。圖23示出(11,66,4,5)等重碼的歸一化可能輸出電壓矢量，以及相關(guān)的再次歸一化輸出電壓矢量。圖24圖示兩個基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器尋址的納米級存儲器陣列的結(jié)點(diǎn)兩端產(chǎn)生的可能電壓降的簡單圖形表示。圖25A-D圖示確定成對的基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器的最優(yōu)電壓偏移量t。圖26繪制圖25A-D的示例的電壓裕量曲線和電壓分離曲線。圖27示出用于確定圖24和25A-D的兩個基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器的最優(yōu)電壓偏移量t的簡單幾何構(gòu)造。具體實(shí)施例方式本發(fā)明關(guān)注的是納米線尋址方案的設(shè)計、基于納米線交叉桿的納米級電子裝置(包括納米級存儲器陣列)的設(shè)計，以及用于尋址納米線交叉桿的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器。因此，本發(fā)明本質(zhì)上是跨學(xué)科的，基本地理解了差錯控制編碼、納米線交叉桿以及納米級滯后電阻器的特性和特征，會大大地有助于理解本發(fā)明多種實(shí)施例的描述。下面在第一小節(jié)中，概述差錯控制編碼。在第二小節(jié)中，概述用于尋址納米級存儲器陣列的納米級存儲器陣列和方法。在第三小節(jié)中，描述滯后電阻器的特征和特性。在第四小節(jié)中，描述本發(fā)明的多種實(shí)施例中采用的等重碼。最終，在最后一個小節(jié)中，討論本發(fā)明的方法和裝置實(shí)施例。選擇的差錯控制編碼技術(shù)的數(shù)學(xué)描述本發(fā)明的實(shí)施例采用從差錯控制編碼中的公知技術(shù)得到的概念。本小節(jié)提供有關(guān)差錯控制碼的背景信息，對這些主題熟悉的讀者可以跳過。極好的本領(lǐng)域參考文獻(xiàn)是教科書"差錯控制編碼基礎(chǔ)和應(yīng)用，，("ErrorControlCoding:TheFundamentalsandApplications,"LinandCostello,Prentice-Hall,Incorporated,NewJersey,1983)。在本小節(jié)中,簡要描述了差錯控制編碼中使用的檢錯和糾錯技術(shù)。從上面引述的教科書或從本領(lǐng)域的其他教科書、文獻(xiàn)和刊物中可以獲得其他詳細(xì)信息。本小節(jié)并非為表示數(shù)學(xué)上的精度，而是簡述某些類型的差錯控制編碼技術(shù)。本發(fā)明采用這些差錯控制編碼技術(shù)中固有的概念來實(shí)現(xiàn)不同的目的。差錯控制編碼技術(shù)在系統(tǒng)上將補(bǔ)充位或碼元引入明文消息中，或使用比必需要的更大量的位或碼元來對明文消息編碼，以便在編碼的消息提供能夠用于檢查存儲或傳輸中產(chǎn)生的錯誤以及在一些情況中能夠用于糾錯的信息。補(bǔ)充或多于必需要的位或碼元的一個效果是，當(dāng)將碼字視為矢量空間中的矢量且碼字之間的距離是由碼字的矢量減法得到度量時，增加有效碼字之間的距離。本發(fā)明采用差錯控制編碼中使用的概念來添加補(bǔ)充地址信號線以增加有效地址之間的距離，從而相應(yīng)地增加信號間距，例如地址信號線的ON和OFF狀態(tài)之間的電壓或電流，并提供接口互連中的故障結(jié)點(diǎn)容錯(defective-junctiontolerance)。因此，在本發(fā)明中，明文消息和差錯控制編碼的編碼的消息類比于輸入地址和編碼的地址，差錯控制編碼中的附加碼元或位或大于需要的碼元或位類似于補(bǔ)充數(shù)量或大于必需數(shù)量的地址信號線。在描述檢錯和糾錯時，有需要描述將作為一個或多個消息傳送、存儲和檢索的數(shù)據(jù)，其中消息)u包含作為域F的元素的有序碼元序列A,.。消息ja可以表示為域F對乘法和加法是封閉的且包含乘法逆和加法逆的集合。在計算檢錯和糾錯中常見的是，采用包含大小等于質(zhì)數(shù)的整數(shù)子集的域，其中加法和乘法算子被定義為模加法和模乘法。實(shí)踐中，通常采用二進(jìn)制域。通常，將原始消息編碼成也包含域F的有序元素序列的消息c，表示為如下其中c^F。塊編碼技術(shù)將數(shù)據(jù)編碼在塊中。在本論述中，塊可以視為被編碼成包含"個有序碼元序列的消息c的包含固定數(shù)量的碼元A:的消息^。編碼的消息一般包含數(shù)量比原始消息A多的碼元，因此w大于t編碼的消息中的r個額外碼元(其中r等于"-W用于承載冗余校驗(yàn)信息，以便能夠以極端高的檢出概率檢測傳輸、存儲和檢索期間發(fā)生的錯誤。在線性塊碼中，2k碼字構(gòu)成域F上的所有n元組的重矢量空間的k維子空間。碼字的漢明權(quán)重是碼字中的非零元素的數(shù)量，兩個碼字之間的漢明距離是兩個碼字的元素不同的數(shù)量。例如，考慮如下兩個碼字a和b,假定二進(jìn)制域中的元素a=(l0011)b=(l0001)碼字a具有為3的漢明權(quán)重，碼字b具有為2的漢明權(quán)重，碼字a和b之間的漢明距離是l，因?yàn)榇a字a與b僅第四個元素不同。線性塊碼常常由三元素元組[n,k，d]指定，其中n是碼字長度，k是消息長度，或相對于碼字?jǐn)?shù)量的以2為底的對數(shù)，以及d是不同碼字之間的最小漢明距離，等于碼中的最小漢明權(quán)重非零碼字。對用于傳輸、存儲和檢索的數(shù)據(jù)編碼，然后將編碼的數(shù)據(jù)解碼，可以當(dāng)數(shù)據(jù)的傳輸、存儲和檢索期間未發(fā)生錯誤時，以符號方式按如下描述其中c(s)是傳輸之前編碼的消息，以及c(r)是最初檢索或接收的消息。因此，將初始消息p編碼以產(chǎn)生編碼的消息c(s)，然后傳送、存儲或傳送和存儲該編碼的消息c(s),然后作為最初接收的消息c(r);險索或接收該編碼的消息c(s)。當(dāng)未被破壞時，然后將最初接收的消息c(r)解碼以生成原始消息M。如上文指示的，當(dāng)未發(fā)生任何錯誤時，最初編碼的消息c(s)等于最初接收的消息c(r)，并直接將最初接收的消息c(r)解碼成原始消息K.，而不進(jìn)行糾錯。當(dāng)傳輸、存儲或檢索編碼的消息期間發(fā)生錯誤時，消息編碼和解碼可以4要如下表示因此，如上文提到的，最終的消息p(r)可以等于初始消息p(s)或可以不等于初始消息(I(S)，具體取決于采用來對原始消息(I(S)編碼并將最初接收的消息c(r)解碼或重構(gòu)以生成最終接收的消息(i(r)的檢錯和糾錯的保真度。#全錯是確定如下項(xiàng)的過程c(r)"(力雖然糾錯是從最初接收的已破壞消息來重構(gòu)初始編碼的消息的過程c(?！猚(力編碼過程是用于將碼元表示為n的消息轉(zhuǎn)換成編碼的消息c的過程。或者，可以將消息M視為包含由F的元素構(gòu)成的字母的有序碼元集合的字，以及可以將編碼的消息c視為也包含由F的元素構(gòu)成的字母的有序碼元集合的碼字。字n可以是F的元素中選擇的k個碼元的任何有序組合，而碼字c定義為經(jīng)由編碼過程從F的元素中選擇的n個碼元的有序序列線性塊編碼技術(shù)通過將字ja視為k維矢量空間中的矢量并將矢量p乘以生成器矩陣來對長度k的字編碼，如下所示c=/i.g以符號形式將上面等式中的碼元展開得到如下備選表達(dá)式的其中之<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>線性塊碼的生成器矩陣G可以具有如下形式:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>或因此，生成器矩陣G可以被轉(zhuǎn)換成以kxk的單位矩陣/w增廣矩陣P的形式。生成器以此形式生成的碼稱為"系統(tǒng)碼"。當(dāng)此生成器矩陣應(yīng)用于字M時，得到的碼字c具有如下形式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>注意，在本文論述中，采用校驗(yàn)碼元在消息碼元之前的約定。也可以使用檢驗(yàn)碼元在消息碼元之后的備選約定，其中插入生成器矩陣內(nèi)的奇偶校^r和標(biāo)識子矩陣以生成符合備選約定的碼字。因此，在系統(tǒng)線性塊碼中，碼字包含在包含原始字p的碼元之前的r個奇偶校驗(yàn)碼元c,。當(dāng)沒有發(fā)生錯誤時，原始字或消息以明文形式出現(xiàn)在對應(yīng)的碼字內(nèi)并且易于從其中提取。奇偶校驗(yàn)碼元證明是原始消息或字p的碼元的線性組合。第二有用矩陣的一種形式是如下定義的奇偶校驗(yàn)矩陣巧n:或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>奇偶校驗(yàn)矩陣可以用于系統(tǒng)檢錯和糾錯。檢錯和糾錯包括按如下從最初接收或檢索的消息c(r)來計算檢驗(yàn)子S:帥o，&…，、)-射Bf其中HT是奇偶校驗(yàn)矩陣/7^的轉(zhuǎn)置，表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>注意，當(dāng)采用二進(jìn)制域時，x--x，所以一般未示出上面/^中示出的減號。漢明碼是為糾錯目的而創(chuàng)建的線性碼。對于大于或等于3的任何正整數(shù)m，存在具有碼字長度n、消息長度k、奇偶校驗(yàn)碼元數(shù)量r和最小漢明距離dmin的漢明碼，如下所示it=2w—w-l漢明碼的奇偶校驗(yàn)矩陣H可以表示為其中Im是mxm單位矩陣，而子矩陣Q包括所有2"-w-l個m元組的相異列，其中每列具有2或2以上的非零元素。例如，對于m二3，[7，4，3]線性塊漢明碼的奇偶校驗(yàn)矩陣是"000U1飛漢明碼的生成器矩陣由如下給出其中QT是子矩陣Q的轉(zhuǎn)置，I，_m—,是(2"-m-l)x(2m-w-l)的單位矩陣。通過系統(tǒng)地從奇偶校驗(yàn)矩陣H刪除/列，一般可以得到縮減的漢明碼的奇偶校驗(yàn)矩陣H'，其中正如下文將論述的，本發(fā)明的一個實(shí)施例涉及將上述的差錯控制編碼技術(shù)用于非常困難的問題空間，其中不由長度k的消息生成長度k+r的碼字，而是由輸入到k個輸入信號線的地址生成k+r個內(nèi)部信號線之間的互連。換言之，本發(fā)明的一個實(shí)施例涉及將差錯控制編碼技術(shù)應(yīng)用于最大大小2k的地址空間內(nèi)的地址，來生成地址信號線與用2k個地址尋址的最多2k個信號線之間的互連映射。在多種應(yīng)用中，還采用其他類型的碼來增加碼字之間的漢明距離。這些備選碼的許多沒有線性塊碼的便利特性，包括易于使用生成器矩陣來生成，以及線性塊碼的透明、貫通(pass-through)特征能夠直接從碼字中讀取編碼的值。對于線性塊碼，明文消息直接傳遞到附加地包含奇偶校驗(yàn)碼元或位的碼字。在其他類型的碼中，明文消息在對應(yīng)的碼字中是不可直接讀取的。在這兩種情況中，碼字包含比枚舉要編碼的所有有效消息所必需的碼元或位的數(shù)量更大數(shù)量的碼元或位。在線性塊碼的情況中，附加的碼元或位是補(bǔ)充明文碼元或位的奇偶校驗(yàn)碼元或位，而在其他類型的碼中，有效消息分布在等于碼字大小的維的矢量空間上。組合碼(Combinatoriccode)提供增加碼字之間的漢明距離的直接途徑。為了創(chuàng)建組合碼(也稱為"等重碼，，或"r-hot碼，，)，可以從n位的總碼字空間中選擇具有固定數(shù)量的1的r位組合，以生成長度為n的C:=.碼字。當(dāng)然，可以通過從n位的總碼字空間中選擇具有固定數(shù)量的0的r位組合，以生成具有完全相同數(shù)量的碼字的對稱碼。例如，可以通過選擇具有含值"1"的剛好3位的所有可能的11位碼字來得到包含(^"="！:165個碼字的組合碼，下表中提供這些碼字11100000000110000001001010001000010010100000100011000001000011000010000010100100000001100110001000001010100000010011000000100011000001000010100010000001100011000100000101001000OO糊OO"IOO001000100010010000001100011000001ooo化o"ooo0001000100100001100100000010100010000100001100000101010000000110100000000110111010000000"00000001010100001000100100100001000101000010000101000100000100101000000010101100001000010100100000100101000001000101000010000100100100000010100110000100001010001000010010001000100001100000"10000000010110000000100101000001000011000001100010000010011000000011100000000101001000000110010000000101111001000000110000000011010000010010010001000100010010001000010010010000010001100000000110110000010001010001000OIOO簡OOO0100010010001000010001010000000"00110000010001010000100010010000100100001010000110100000001010100000010010010000100001010000110000100001001010000001101000000010011000000010110000000001111100010000010110000000101000000101001000010010001000化0100001000101000000110001110000000011000000100101000010001001000100010001000100100000110000111000000001100000010010100000100100011000001000CTI001000110010000001010010000010010001000100000110000101100000001001001000001100100000010010100000010101110000100001010100000010100000001測00000101000100001010000100001100000010100110100000001100000001010100000100簡000010010001000010100000101000110100000001011000000010011000000100010100001000001100001100010000010100010000100011000000111000000001o簡o0000100011000000110001000001000"000000100111100000100010100100000100110000001001000000110001000001100000110001000000100101100100000010"0000000101000000101001000001010翻1000010000010010011001000000101010000001001010000010001001000100000101000110000100001010000100010001010000011010000000101001000001000101000001011000000001110000000001110表1有時，將消息編碼成組合碼更為復(fù)雜些，但是可以在邏輯電路級直接構(gòu)造執(zhí)行此操作的邏輯。組合碼具有為2的保證最小漢明距離，并且可以具有相當(dāng)好的碼字間平均漢明距離分離。例如，在上面fn)碼中，、3J碼字之間的平均漢明距離是4.39。組合碼在相對較窄范圍內(nèi)產(chǎn)生總信號的可區(qū)別性方面也具有優(yōu)勢，因?yàn)檫@些碼具有恒等權(quán)重，其中權(quán)重定義為具有值"1"的位的數(shù)量。通過選擇固定長度的隨機(jī)碼字獲得稱為"隨機(jī)"碼的另一種相似類型的碼。例如，可以選擇固定長度二進(jìn)制n位碼字大小，并選擇足夠數(shù)量的隨機(jī)n位二進(jìn)制數(shù)，以便獲取期望數(shù)量的二進(jìn)制碼字2k,其中">^:。J的值越大，碼字之間期望的最小漢明距離越大。當(dāng)創(chuàng)建隨機(jī)碼時，可以執(zhí)行距離檢查以拒絕漢明距離小于就已經(jīng)選擇的那些碼字而言的最小值的新碼字，并可以使用具有大約相同數(shù)量的"1"和"0"的隨機(jī)碼字以便獲得增加的平均漢明距離和增加的最小漢明距離。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中可采用的又一種類型的碼是隨機(jī)線性碼。在隨機(jī)線性碼中，生成器矩陣是在線性約束下隨機(jī)生成的，而非作為由表示奇偶校驗(yàn)和的信息元素的線性和生成的奇偶校驗(yàn)矩陣與單位矩陣的組合來生成的。隨機(jī)線性塊碼一般不是對稱的，但是線性的。平衡線性碼是基于線性塊碼的互補(bǔ)重復(fù)碼，它是通過將線性塊碼中的每個碼字的補(bǔ)余追加到該碼字以產(chǎn)生平衡的線性碼碼字。以此方式乂人[n、k、d]線性碼生成的平衡線性碼生成等重碼。下一小節(jié)中描述等重碼。納米級存儲器陣列和用于尋址納米級存儲器陣列的方法在當(dāng)前小節(jié)中，論述組合微米級/納米級電子存儲器裝置。本發(fā)明不限于可應(yīng)用于微米級/納米級電子存儲器裝置，或甚至可應(yīng)用于微米^L/納米級電子裝置，而是還可以在純納米級互連接口和其他納米級裝置中應(yīng)用，也還可以在亞微米級電子裝置、互連接口和存儲器中應(yīng)用。在描述的實(shí)施例中，由傳送到交叉納米級地址信號線的地址來尋址單個納米線。在其他電路中，可以通過單個地址尋址納米線的子集，而非單個納米線。本發(fā)明涉及電路的組件的通用尋址，而不限于唯一地尋址單個組件或信號線，也不限于選址特定大小的組件或信號線。圖1示出組合的納米級/4效米級電子存儲器裝置的示意圖。組合微米級/納米級電子存儲器裝置100通過參考電壓信號線102和兩組地址信號線104和106接口到外部電子環(huán)境。組合微米級/納米級電子存儲器裝置100的存儲器單元在邏輯上可以^L為構(gòu)成二維陣列，其中每個存儲器單元由一對坐標(biāo)(x，y)指定，其中x坐標(biāo)指定該存儲器單元所在的二維陣列的行，而y坐標(biāo)指定存儲器單元所在的二維陣列的列。該組信號線106可以用于指定2P個二維存儲器單元陣列行的其中一行，其中p是該組地址信號線106中的地址信號線的數(shù)量，而該組地址信號線104指定存儲器單元的邏輯二維陣列中的2q列的其中一列，其中q是該組地址信號線104中的地址信號線的數(shù)量。雖然存儲器單元的二維陣列的維數(shù)p和q無需是相等的，但是在下文論述中，為了符號表示的簡短，將假定這兩個維數(shù)都等于p。在電子存儲器裝置100內(nèi)以電子方式使用外部多組地址信號線104和106以選擇納米線交叉桿存儲器單元子陣列的列和行，并由此選擇特定納米線交叉桿存儲器單元子陣列，以及所選的納米線交叉桿陣列內(nèi)的特定行或列。例如，在一個配置中，該組地址信號線106的上方三個地址信號線108可以指定納米線交叉桿子陣列的七個水平行110-116的其中之一，該組地址信號線104的上方三個地址信號線118可以指定納米線交叉桿存儲器單元子陣列的六個垂直列120-125的其中之一。該組地址信號線106中下方三個地址信號線126指定所選納米線交叉桿存儲器單元子陣列內(nèi)的特定行的納米級存儲器單元，該組地址信號線104中的下方三個地址信號線128指定所需納米線交叉桿存儲器單元子陣列內(nèi)的特定列的納米級存儲器單元。注意，一般來說，會采用大量輸入地址信號線來尋址比圖1所示的更大數(shù)量的納米線交叉桿存儲器單元子陣列的列和行，以及尋址每個納米線交叉桿存儲器單元子陣列內(nèi)的更大數(shù)量的納米級存儲器單元行和列。選擇圖l所示的小數(shù)量的輸入地址線僅僅是為了圖示便利。通過編碼器130-142來訪問納米線交叉桿存儲器單元子陣列的每一行和每一列。在圖l中，編碼器接收高階三個輸入地址信號線并輸出更大數(shù)量的編碼的地址信號線。例如，編碼器137接收直接與高階輸入地址信號線128互連的三個地址信號線144,并輸出五個編碼的地址信號線146。編碼器輸出的地址信號線通過經(jīng)由編碼器訪問的列或行內(nèi)的所有納米線交叉桿存儲器單元子陣列。例如，編碼器137輸出的五個編碼的地址信號線146通過納米線交叉桿存儲器單元子陣列150-156。每個納米線交叉桿存儲器單元子陣列還連接到兩個參考電壓信號線。例如，納米線交叉桿存儲器單元子陣列150通過參考電壓信號線158和160連接到參考電壓。輸入的地址信號線可以是微米級地址信號線或可以具有甚至更大的維數(shù)。編碼的地址信號線一般是目前可用的光刻技術(shù)制作的微電子或亞微電子信號線。相對此，納米線交叉桿存儲器單元子陣列由納米級連線或納米線構(gòu)成。納米線具有小于IOO納米的橫截面直徑，而亞^:電子信號線具有大于IOO納米的橫截面直徑。因?yàn)槊總€納米線交叉桿存儲器單元子陣列內(nèi)有兩個納米級互連接口。一般來說，編碼器130-142內(nèi)的電路比納米級交叉桿存儲器單元子陣列內(nèi)的電路遠(yuǎn)復(fù)雜得多。但是，每個編碼器提供對納米線交叉桿存儲器單元子陣列的整個行或列的訪問，由此需要將編碼器的區(qū)域中僅一部分分配給任何一個存儲器交叉桿。正如下文論述的，更詳細(xì)地來說，通過每個編碼器輸出的補(bǔ)充地址信號線有助于實(shí)現(xiàn)缺陷耐受和容錯的納米級互連接口。圖2示出組合的納米級/微米級電子存儲器裝置內(nèi)的納米線交叉桿存儲器單元子陣列的抽象表示。納米線交叉桿存儲器單元子陣列200由具有相似大小區(qū)域204的水平延伸納米線和相似大小區(qū)域206的垂直延伸納米線的納米線交叉桿202構(gòu)成。孩i電子編碼的地址信號線的垂直列208通過水平延伸納米線204，其中選擇性整流連接或納米級分子結(jié)點(diǎn)二極管連接將微電子內(nèi)部信號線與特定的水平延伸納米線互連。在備選實(shí)施例中，可以在確定納米線204上信號的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)處采用電阻歐姆連接、半導(dǎo)體門連接或其他類型的物理方法。相似地，一組210水平微電子編碼的地址信號線通過垂直延伸納米線的區(qū)域206，水平^[鼓電子地址信號線通過整流連接或分子二極管選擇性地互連到所選的垂直延伸納米線。注意，還通過電阻連接將每個水平延伸和垂直延伸的納米線分別接到垂直參考電壓信號線212和水平參考電壓信號線214。該組垂直內(nèi)部微電子地址信號線208上ON和OFF電壓或等效的高和低電壓的每個唯一;^莫式唯一地選址特定的水平延伸納米線，并將所選的納米線置于與其余水平延伸納米線顯著不同的電壓。相似地，該組210水平內(nèi)部《效電子地址信號線上ON和OFF電壓的每個不同模式選擇唯一的垂直延伸納米線，并將該所選垂直延伸納米線置于與其余垂直延伸納米線顯著不同的電壓。所選的水平延伸納米線和所選垂直延伸納米線在納米線交叉桿內(nèi)的單個交叉點(diǎn)處互連，并通過該組垂直和水平內(nèi)部微電子信號線208和210上存在的ON和OFF電壓^f莫式將該交叉點(diǎn)處的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)置于與納米線交叉桿內(nèi)的所有其他納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)不同的電壓電平。在世界上多個實(shí)驗(yàn)室中已設(shè)計了多種不同類型的納米線交叉桿并為其創(chuàng)建原型。不同類型的納米線交叉桿在納米線交叉桿內(nèi)納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)處具有不同的化學(xué)和物理特性。最初，大量工作致力于開發(fā)類似二極管的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)，它提供良好的電壓裕量和防止納米線交叉桿內(nèi)的許多非期望信號路徑。但是，已證明類似二極管的結(jié)點(diǎn)難以可靠地進(jìn)行制造。目前，正在對設(shè)計和制作具有滯后電阻器結(jié)點(diǎn)的納米線交叉桿投入大量工作。圖3圖示具有滯后電阻器結(jié)點(diǎn)特征的柵格狀納米線交叉桿的一部分。如圖3所示，納米線交叉桿包括第一組平行納米線302-310和大約與第一組平行納米線302-310垂直的重疊第二組平行納米線314-318。如圖3所示，第二組重疊平行納米線314-318的每個納米線經(jīng)由單個滯后電阻器連接到第一組納米線302-310的每個納米線，例如滯后電阻器320將納米線318與低下的納米線302互連。每個滯后電阻器具有至少兩個不同的穩(wěn)定電阻狀態(tài)。任意地對相對高的電阻狀態(tài)賦予布爾值"0"，以及對相對低的電阻狀態(tài)賦予布爾值"1"。因此，20每個滯后電阻器納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)或存儲器單元可以存儲單個位的信息?？梢酝ㄟ^在納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端施加相對較大電壓降來以可逆方式將納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻狀態(tài)從高電阻狀態(tài)切換到低電阻狀態(tài)，以及從低電阻狀態(tài)切換到高電阻狀態(tài)。下一小節(jié)將更詳細(xì)地論述滯后電阻器。圖4圖示本發(fā)明的納米級存儲器陣列中，微米級/納米級交叉桿以及與另一個微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器組合使用以尋址納米線交叉桿的個別納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的編碼器。編碼器402接收輸入地址a(圖4中未示出)并在多個微米級輸出信號線404-410上輸出納米線選擇電壓模式(voltagepattern)u。微米級輸出信號線404-410通過電阻結(jié)點(diǎn)(例如電阻結(jié)點(diǎn)416)選擇性地與納米線(例如納米線414)互連。不同于參考圖3論述的納米線交叉桿的情況，編碼器-解復(fù)用器的微米級/納米級交叉桿部分的電阻微米級/納米級結(jié)點(diǎn)無需以可逆方式在不同電阻狀態(tài)之間切換。相反，孩史米級輸出信號線404-410與納米線(例如納米線414)之間的互連模式促成從能夠由微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器分別尋址的大量納米線中以電子方式選擇單個納米線。因此，作為納米線存儲器陣列來采用的納米線交叉桿在每個結(jié)點(diǎn)處包括滯后電阻器，其電阻狀態(tài)能以可逆方式改變以便存儲信息，而微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的微米級/納米線交叉桿中的微米級輸出信號線與納米線之間的結(jié)點(diǎn)被制造成包含電阻互連、制造成不包含任何互連或在制造之后將其穩(wěn)定地配置。滯后電阻器的物理和電子特征米級存儲器陣列。圖5A-C提供電阻器狀納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的不同圖示。在圖5A中，提供電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的物理表示以表示在足夠倍數(shù)的光學(xué)顯微鏡可對納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)成像的情況下，能夠獲得的電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的圖片。如圖5A所示，第一納米線502位于第二納米線504下方，其中這兩個納米線502和504近似地;波此垂直。電阻單元506位于這兩個納米線之間，具體為這兩個納米線之間的重疊區(qū)域中。納米線可以由導(dǎo)電聚合物、碳納米管、金屬或半導(dǎo)體原子或分子的類聚合物鏈或能夠在分子尺寸上制作的其他導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料的幾個平行線構(gòu)成。納米線的形狀和橫截面幾何形狀由構(gòu)成它們的分子確定,但是通常在分子尺寸上是復(fù)雜的，而非圖5A所示的簡單矩形。位于這兩個納米線之間最接近的接觸點(diǎn)處的電阻單元506可以由表現(xiàn)為電阻器的一個或少量分子構(gòu)成。可以在納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端施加電壓，以使一定量的電流流過該結(jié)點(diǎn)，根據(jù)歐姆定律，該電流的量與所施加的電壓成正比與電阻單元506的電阻成反比。圖5B示出圖5A所示的電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的更完整示意的圖示。圖5C示出圖5A所示的電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的更簡要示意的圖示。在表示電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的余下附圖中采用圖5C所示的示意圖約定?？赏ㄟ^目前可用技術(shù)制作的電阻結(jié)點(diǎn)的一種特別重要類型是滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻可以通過對滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)施加狀態(tài)轉(zhuǎn)換電壓來控制，該電阻在兩個雙穩(wěn)態(tài)電阻狀態(tài)之間交替轉(zhuǎn)換。在一個電阻狀態(tài)中，納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)具有相對低電阻或阻抗，而在另一個電阻狀態(tài)中，該納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)具有相對高電阻或阻抗。在目前論述中，忽略納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)因內(nèi)部電容和其他屬性所致的時間相關(guān)行為，并且因此術(shù)語"電阻"和"阻抗"是可互換的。圖6示出滯后電阻器納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的雙穩(wěn)態(tài)電阻狀態(tài)和工作控制電壓下電阻狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。圖6示出相對于電流垂直軸602與電壓水平軸604繪制的電流/電壓關(guān)系。電流垂直軸以微安培(iiA)遞增，電壓軸604按伏特(V)遞增。滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的高電阻狀態(tài)稱為"斷開"狀態(tài)，由負(fù)電壓軸部分上方的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的斷開開關(guān)形606以示意圖形式表示。滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的低電阻狀態(tài)稱為"閉合"狀態(tài)，由圖6中電壓軸的正數(shù)部分上方的閉合開關(guān)形608示意表示。圖6示出實(shí)驗(yàn)室中制備的實(shí)際滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的工作特征。閉合狀態(tài)的電流/電壓關(guān)系繪制為直線段610，斷開狀態(tài)的電流/電壓關(guān)系繪制為直線段612，相對于水平軸正向傾斜。閉合狀態(tài)電流/電壓關(guān)系可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>以及斷開狀態(tài)電流/電壓關(guān)系可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的最大工作電壓范圍614從剛好負(fù)擊穿電壓)P7616以上到剛好正擊穿電壓F/618以下。當(dāng)滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)處于斷開即高電阻狀態(tài)時，其電壓可以處在最小工作電壓范圍620上，而滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)不會進(jìn)行電阻狀態(tài)向閉合狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。該最小工作范圍從負(fù)電壓K。"622到正電壓rc,。se624。隨著所施加的電壓增加到J^。,e624，滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)突變地轉(zhuǎn)換626到閉合狀態(tài)，圖6中這由將兩個電壓線段630和632的端點(diǎn)互連的虛線箭頭626表示，而電壓線段630和632分別表示斷開和閉合電流/電壓關(guān)系的工作電壓范圍線段。可以將電壓提升到Ktoe以上而剛好在正擊穿電壓&+以下，此點(diǎn)之后進(jìn)一步的電壓提升會不可逆轉(zhuǎn)地?fù)舸箅娮杓{米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。在滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)處于閉合狀態(tài)時，隨著電壓下降，對應(yīng)的電流下降到零，然后電流在正方向上提升。隨著所施加的負(fù)電壓在量值上達(dá)到F。，時，滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)突變地從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換到開路狀態(tài)，如圖6中虛線垂直箭頭634所示。還可以進(jìn)一步降低電壓，而滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)仍處于斷開狀態(tài)，直到達(dá)到負(fù)電壓r/為止，在此點(diǎn)之后電壓進(jìn)一步降低會不可逆地?fù)舸箅娮杓{米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。因此，滯后電阻納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)在電壓巳-與電壓r。p^之間(在最大工作電壓范圍的負(fù)極限電壓部分中)處于斷開狀態(tài)或高電阻率狀態(tài)，而在最大工作電壓范圍的正極限電壓部分中(電壓K,。,e與G之間)處于閉合狀態(tài)，而在最小工作電壓范圍620上時可能處于斷開或可能處于閉合狀態(tài)，具體取決于所處在的上一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換，閉合狀態(tài)到斷開狀態(tài)的轉(zhuǎn)換634或斷開狀態(tài)到閉合狀態(tài)的轉(zhuǎn)換626。本發(fā)明的多種實(shí)施中使用的等重碼等重碼是平衡線性碼的超類。但是，不同于平衡線性碼，對于等重碼一般沒有簡單的矩陣生成器，當(dāng)然可以容易地根據(jù)平衡線性碼生成相對稀少的等重碼的某個類。等重碼是公知的差錯控制編碼碼，并且已經(jīng)開發(fā)并發(fā)布了具有期望特征的等重碼的許多示例。出于當(dāng)前論述的目的，可以考慮按碼表所表示的等重碼。圖7示出表示等重錯誤控制編碼碼的表。圖7所示的表702包括含有地址a廣am.!列表的第一列704和對應(yīng)碼字u廣Um^的第二列706。因此，對應(yīng)于每個地址ai有唯一的碼字Ui。在圖7的等重碼表702中，前四行708包含表示為二進(jìn)制數(shù)的地址和對應(yīng)碼字，而其余行示出地址和對應(yīng)碼字的符號表示。這些地址全部具有t的二進(jìn)制數(shù)位的固定長度。這些碼字具有"個二進(jìn)制數(shù)位的固定程度。等重碼中的碼字的數(shù)量是M，或換言之是表的長度。在許多線性塊碼中，碼大小剛好是2的乘方。相比較，等重碼不是。因此，當(dāng)對于許多線性塊碼，k-log2M時，k以般等于等重碼的上限(log2M)。圖8圖示計算二進(jìn)制碼(例如等重碼)的兩個碼字Ua和Ub之間的距離。圖8示出兩個碼字Ua802和Ub804的二進(jìn)制行矢量表示，并圖示4要碼字Ua802與ub804的逐位異或(bitwiseexclusiveOR)806來計算碼字Ua與Ub之間的距離《^。對于圖8所示的特定碼字，其距離等于4(圖8中的808)，這是兩個碼字在值上相區(qū)別的碼字的位矢量表示內(nèi)的位置的數(shù)目。圖9圖示一組8個3位二進(jìn)制矢量的距離的概念。8個3位二進(jìn)制矢量標(biāo)記圖9中立方體900的每個頂點(diǎn)。任何2個3位矢量之間的距離d等于需要遍歷以便從3位矢量對的第一3位矢量到第二3位矢量的立方體的邊的最小數(shù)量。例如在圖9中，3位矢量"000"904與3位矢量"111"906之間的距離是三908。矢量"000"與矢量"111"之間的一個最小長度路徑構(gòu)成邊908-910。較大長度的矢量可以視為標(biāo)記超維立方體的頂點(diǎn)，其中矢量之間的距離等于矢量所標(biāo)記的頂點(diǎn)之間的最小超維立方體路徑長度。在圖9中，一對矢量之間的最小距離dmin是1或一個邊，任何兩個矢量之間的最大距離dmax是3，對應(yīng)于通過立方體的體對角線互連的兩個頂點(diǎn)，并且一對矢量還可能由2的中間距離(例如頂點(diǎn)904與912)相隔。圖IO示出參考圖9論述的一組3位矢量的距離分布。距離分布1002是以直方圖形式繪制的每個可能距離上唯一矢量對的數(shù)量。例如，直方圖的第一列1004表示不同的12對3位矢量按1的距離彼此相隔的情況。參考圖9論述的一組3位矢量的距離分布具有筒單幾何解釋。立方體具有12個不同的邊，并且因此12對矢量彼此相隔一個邊長。立方體有四個不同體對角線，并且因此有不同的四對4皮此相隔距離3的矢量。最后，立方體具有六個面，每個面具有兩個面對角線，其中每個面對角線對應(yīng)于相隔兩個邊距離的不同矢量對，總共(6)(2)=12對矢量相隔距離2。還要注意，對參考圖9論述的任何一對3位矢量的異或運(yùn)算，得到與圖9的立方體中標(biāo)記的頂點(diǎn)之間確定的分支長度相同的距離。圖11圖示確定碼字的權(quán)重。碼字的權(quán)重是表示碼字的位矢量中所含的位值的和。換言之，碼字的權(quán)重是該碼字內(nèi)的"1"位的數(shù)量?？梢酝ㄟ^統(tǒng)計碼字的位矢量表示中的"1"位1102的數(shù)量來計算碼字的權(quán)重，或可以將其計算為該碼字與所有0位碼字uo1104之間的距離?？梢圆捎煤瘮?shù)形式將碼字的權(quán)重指定為w(u)或wu。論述了碼字的權(quán)重W(U)、一組碼字中的兩個碼字之間的最小距離dmin、碼的長度M和碼字的長度n，現(xiàn)在可以描述用于指定等重碼的符號約定。圖12圖示等重碼。將等重碼指定為四整數(shù)元組(n,M,cUn，W)，其中n是碼字的長度，M是碼中碼字的數(shù)量或碼的大小，dmin是碼中任何兩個碼字之間的最小距離，以及w是碼中每個碼字的權(quán)重。正如名稱所暗示的，在等重碼中，所有碼字具有完全相同的固定權(quán)重w。等重碼可以考慮對地址矢量ai1204運(yùn)算以產(chǎn)生碼字Ui1206的運(yùn)算子M,w)1202。等重碼還具有這樣的特征對n長度位矢量1210運(yùn)算以得到地址矢量ai1212的逆運(yùn)算子M，w)1208。加密運(yùn)算子五(w,M,d她，w)為每個地址ai得到一個唯一的碼字Ui,而逆運(yùn)算子Mw)將碼字Ui的某個距離內(nèi)的所有碼字映射到與碼字w對應(yīng)的地址ai。這種逆運(yùn)算子F1的多對一映射是等重碼和其他糾錯碼的糾錯方面的勤出。將需要通過噪聲信道傳輸?shù)奈谋净驍?shù)字值拆分成長度k的段，每個段視為一個地址，該地址通過等重碼運(yùn)算子五編碼為碼字序列，并傳輸這些碼字。將碼字映射回未編碼的信息的逆運(yùn)算子f1能夠容許接收的碼字中的小量誤碼，一般小于本發(fā)明的實(shí)施例本發(fā)明的方法實(shí)施例和裝置實(shí)施例在微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器中采用等重碼，其中成對使用等重碼尋址納米線交叉桿內(nèi)的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)，包括納米級存儲器陣列中的存儲器單元。但是，可以使用本發(fā)明的單個基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器實(shí)施例，來尋址級和混合級裝置。而且，可以使用本發(fā)明多于兩個基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器實(shí)施例，來利用更大維數(shù)尋址納米級或混合級裝置內(nèi)的納米線或其他組件，包括按3維容積布置的納米級組件。下文描述的納米級存儲器陣列實(shí)施例僅是其中可以使用本發(fā)明的基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器實(shí)施例的大量不同類型的電子裝置的其中之一。圖13圖示本發(fā)明多種實(shí)施例中采用的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器。如上文論述的，微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器包括微米級/納米級交叉桿1302和編碼器1304。本發(fā)明的孩i米級/納米級編碼器-解復(fù)用器包括通過算法方式或表查詢方式實(shí)現(xiàn)等重碼編碼運(yùn)算子f(/7，MoUW的編碼器1304。編碼器1304接收k位外部納米線地址a1306并將輸入的地址a轉(zhuǎn)換成等重碼碼字u1308。由編碼器1304以微米級輸出信號線1310-1315上的高和低電壓的模式輸出碼字u。由電阻結(jié)點(diǎn)(例如電阻結(jié)點(diǎn)1322)將;f敫米級輸出信號線選擇性地與納米線1316-1319互連。編碼器在微米級輸出信號線1310-1315上輸出的信號產(chǎn)生輸出到納米線1316-1319的電壓。對于來自編碼器的任何特定模式的電壓輸出，對應(yīng)于等重碼碼字u，將在納米線上產(chǎn)生電壓輸出的才莫式，其中最高電壓輸出到內(nèi)部納米線地址h等于輸出的碼字u的納米線。如圖13中所能看到的，可以從將納米線與源于編碼器的微米級輸出信號線互連的電阻器的模式直接讀取納米線地址h。例如，考慮納米線地址h等于000111的納米線1316,納米線與微米級輸出信號線之間的電阻互連的模式從左到右開始是，"0"、"0"、"0"、T、"1"和"l",其中"0"指示無連接而"1"指示納米線與微米級輸出信號線之間的電阻互連。納米線以Sxx形式的名稱標(biāo)記，其中"xx"等于納米線的2二進(jìn)制數(shù)位的外部地址a。在將特定地址a輸入到編碼器時，由編碼器-解復(fù)用器對特定納米線的電壓輸出的模式是由于分壓器效應(yīng)所致。圖14A-B圖示基于分壓器確定從^t米級/納米級編碼器-解復(fù)用器輸出到納米線的電壓。圖14A示出具有至微米級輸出信號線1313-1315的電阻互連1322、1402和1404的納米線1316。在圖14A中，編碼器對卩微米級輸出信號線的電壓輸出的模式示出為微米級輸出信號線1406上的數(shù)字二進(jìn)制值"O"和"1"?？紤]對應(yīng)于二進(jìn)制值"1"的電壓為IV,下文也稱為源電壓,27而對應(yīng)于二進(jìn)制輸出值"0"的電壓為地，也稱為汲取電壓，納米線1316可以視為分壓器1410。承載"1"輸出并通過電阻連接互連到納米線的^t米級輸出信號線可以^L為納米線1410與源電壓源1412之間通過^^共電阻為R的電阻器的一組平行互連。承載"0"輸出并通過電阻連接互連到納米線的微米級輸出信號線可以視為納米線1410與地線1414之間通過公共電阻為R的電阻器的一組平行互連。換言之，出于分析輸出電壓的目的，微米級輸出信號線與納米線之間的所有互連的電阻考慮采用完全相同的電阻。而且，當(dāng)納米線與微米級輸出信號線之間沒有互連時，電阻視為實(shí)質(zhì)是無限大，其中納米線與微米級輸出信號線之間沒有電連接。在圖14A-B所示的特定情況中，承載信號'T，的單個;[敖米級輸出信號線1313對應(yīng)于納米線1410通過電阻R至源電壓的單個互連，而承載輸出信號"0"的兩個微米級輸出信號線1314和1315對應(yīng)于納米線1410通過電阻為R的并聯(lián)電阻器至地線的兩個互連1414。將納米線互連到源電壓的總電阻是R,而納米線至地線的并聯(lián)互連的總電阻是l。根據(jù)分壓器公式，源電壓與地線之2間的電壓降的三分之二發(fā)生在電壓源與納米線1414之間，電壓降的三分之一發(fā)生在納米線與地線1416之間。因此，輸出到分壓器納米線1410的電壓是X。3圖15圖示基于分壓器一般性分析從微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器輸出到納米線的電壓。如圖15所示，當(dāng)通過電阻結(jié)點(diǎn)互連到納米線的n個微米級輸出信號線承載'T，電壓信號，且通過電阻結(jié)點(diǎn)互連到納米線的m個微米級輸出信號線承載"0"電壓信號時，電壓源與納米線分壓器1502之間的總電阻是^1504，而納米線分壓器n1502與地線之間的總電阻是l1506。因此，納米線分壓器上產(chǎn)生的m電壓v。ut等于f^4^。為了方便，以歸一化電壓(范圍從OV到IV)的方式來論述納米線上的輸出電壓。因此，當(dāng)通過電阻結(jié)點(diǎn)互連到納米線的n個^[效米級輸出信號線承載'T，電壓信號，且通過電阻結(jié)點(diǎn)互連到納米線的m個微米級輸出信號線承載"0"電壓信號時，給定納米線的歸一化電壓「是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage29</formula>。附+w圖16A-D使用與圖13所用的相同圖示約定，圖示當(dāng)將不同外部地址a輸入到編碼器時，微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器交叉桿的納米線上的電壓輸出的才莫式。例如，如圖16A所示，外部地址"00"1602的輸入促使碼字"000111"1604從編碼器1304輸出，然后在四個納米線1316-1319上產(chǎn)生列1606中所示的電壓模式。不驚奇，內(nèi)部納米線地址h等于000111(與輸出的碼字u000111完全相同)(圖16中的1604)的納米線S。。承載最高輸出電壓，而其余未選的納米線1317-1319承載實(shí)質(zhì)上較小的輸出電壓。每個輸入地址a通過將比其余納米線上的電壓大的電壓置于所選納米線上，來選擇特定納米線。圖16B-D示出分別對應(yīng)于輸入地址"01"、"10"和"11"的輸出電壓模式。圖17示出^t米級/納米級編碼器-解復(fù)用器尋址的16單元納米級存儲器陣列。如圖17所示，第一微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器1702將電壓模式或碼字輸出到第一組平行納米線1704-1707，而第二微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器1710將電壓模式輸出到第二組平行納米線1712-1715。圖18圖示通過將兩個外部地址輸入到兩個微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器，選擇納米級存儲器陣列內(nèi)的特定納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。第一^:米級/納米級編碼器-解復(fù)用器1702^皮+lV的電壓源驅(qū)動，第二微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器1710被-IV的電壓源驅(qū)動。兩個纟效米級/納米級編碼器-解復(fù)用器都具有0V的電壓汲取。地址"01"1802輸入到第一編碼器-解復(fù)用器1702,在第一組納米線1704-1707上產(chǎn)生列1804所示的電壓^^莫式。地址"10"1806輸入到第二編碼器-解復(fù)用器1710，在第二組平行納米線1712-1715上產(chǎn)生行1808所示的電壓模式。16位納米級存儲器陣列1700中，每對納米線之間的每個納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降可以計算為第一組平行納米線1704-1707中的納米線對的第一個納米線上輸出的電壓與第二組平行納米線1712-1715中的納米線對的第二納米線上輸出的電壓之差。圖18中示出每個結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降。例如，納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)1812兩端的電壓降^V計算為納米線1704上的電壓輸出乙減去納米線1712上的電33壓專lr出-乙。減法乙一乙得到2v,對應(yīng)于結(jié)點(diǎn)1812示出的電壓降。如3333圖18可見到的，圖18中的圈點(diǎn)的單個結(jié)點(diǎn)1814具有2V的相對較高電壓降，而其余結(jié)點(diǎn)兩端的其余電壓降范圍從2v到iv。被選納米線33交叉桿結(jié)點(diǎn)是第一編碼器-解復(fù)用器1702選擇的納米線1705與第二編碼器-解復(fù)用器1710選擇的納米線1714之間的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。如前一小節(jié)論述的，可以通過施加特定極性的適當(dāng)相對較高電壓降，來設(shè)置滯后電阻器的電阻狀態(tài)。但是，如果電壓降超過結(jié)點(diǎn)的擊穿電壓，則該結(jié)點(diǎn)#1擊穿。因此，為了實(shí)現(xiàn)寫操作，兩個編碼器-解復(fù)用器需要在被選存儲器單元(圖18示例中的[Sm、SJ)兩端產(chǎn)生量值足夠改變結(jié)點(diǎn)的特定電阻狀態(tài)但是量值比擊穿該結(jié)點(diǎn)的擊穿電壓小的電壓，或換言之，這兩個編碼器-解復(fù)用器需要在被選存儲器單元兩端產(chǎn)生大于寫閾值且小于擊穿閾值的寫訪問電壓范圍內(nèi)的寫訪問電壓。納米級存儲器陣列一般通過一次寫和讀一個結(jié)點(diǎn)來進(jìn)行操作，當(dāng)然行范圍和列范圍操作也是可行的。為了對單個存儲器單元執(zhí)行寫操作，編碼器-解復(fù)用器需要在被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端設(shè)置寫訪問電壓，以及在所有未選結(jié)點(diǎn)兩端設(shè)置小于閾值寫電壓的電壓降。在圖18所示的情況中，如果擊穿電壓閾值是2.5伏，且閾值電阻狀態(tài)改變電壓是1.5伏，則在被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)[S。i、SJ兩端施加圖示的2V電壓降，將被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)設(shè)置成特定的電阻狀態(tài)或二進(jìn)制值，而其余納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)將不受影響，并且重要地是，沒有納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)會被擊穿?？捎糜诒碚魅魏螌ぶ贩桨?包括圖18所示的尋址方案)的參數(shù)是等于未選結(jié)點(diǎn)兩端產(chǎn)生的最大電壓降除以被選結(jié)點(diǎn)兩端產(chǎn)生的電壓降的比率&。比率^與編碼器-解復(fù)用器的驅(qū)動電壓的歸一化或比例無關(guān)。在圖18所示的特定示例中，比率^等于2。比率^越小，被選結(jié)點(diǎn)與未選結(jié)點(diǎn)之間的電壓降的區(qū)分性越好。尋址方案的歸一化電壓裕量p^是1-^或在圖18所示的情況中是丄。歸一化電壓裕量^是在最高電壓降的情況下被選結(jié)點(diǎn)的電壓狀態(tài)與未選結(jié)點(diǎn)的電壓狀態(tài)之間電壓的歸一化差值。因此，在圖18所示的示例中，將歸一化系數(shù)l應(yīng)用于絕對電壓裕量到l的歸一化電壓裕量。3如上論述的，由編碼器-解復(fù)用器輸出到給定納米線的歸一化電壓r等于對于本發(fā)明的編碼器-解復(fù)用器中基于等重碼的編碼器，可以將輸出到納米線Sh的歸一化電壓Vh表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>其中AND是逐位邏輯與運(yùn)算(bitwiselogicANDoperation);u是編碼器-解復(fù)用器輸出的碼字；以及h是納米線Sh的內(nèi)部納米線地址。交集u^順h的權(quán)重pKu^Zh)是承載"1"信號的微米級輸出信號線與納米線之間的互連的數(shù)量。內(nèi)部納米線地址的權(quán)重『(h)是納米線與微米級輸出信號線之間的互連的總數(shù)。給定碼字U和內(nèi)部納米線地址h,可以將碼字U和納米線J4址h的對應(yīng)位元對分成四個不同類別，每個類別表示不同的2位值考慮位元對(bitpair)是2位整數(shù)，其中該位元對的最低有效位取自內(nèi)部納米線地址h,可以將位元對分組碎見為將位元對分區(qū)成具有如下整數(shù)值的位元對W中的位元對的值=3M。中的位元對的值=2,中的位元對的值=1附。中的位元對的值=0圖19圖示將碼字u與納米線選擇電壓模式h的成對的位排序成多組w00、w01、wlO和wll。在圖19中，碼字u1902和納米線地址hl904都示出為二進(jìn)制值"0"和'T，的矢量，將其對齊以使納米線地址1904的特定位置中的二進(jìn)制值對應(yīng)于碼字1902的等同位置中的二進(jìn)制值。例如，納米線地址1904的第三個位置1906中的二進(jìn)制值"0"對應(yīng)于碼字1902的第三個位置1908中的二進(jìn)制值"0"。然后，可以通過將位元對重新安排以將位元對與相同值合并在一起成為4個集合，來將位元對分類成四組w。。1910、w。1912、w。1914和wn1916?？梢匀菀椎乜吹絻?nèi)部納米線地址與碼字之間的距離dh-u可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage32</formula>而且，碼字和納米線地址的^L重w可以表示為因?yàn)閔和u都是等重碼的碼字，所以<formula>formulaseeoriginaldocumentpage33</formula>等重碼中碼字之間的距離d總是偶數(shù)，所以2總是整數(shù)。通過組合上面的公式，可以在編碼器-解復(fù)用器將碼字u輸出到微米級輸出信號線時，將具有內(nèi)部納米線地址h的納米線上輸出的電壓^的表達(dá)式表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>注意，因?yàn)榈戎卮a的碼字之間的距離落在區(qū)間中，所以根據(jù)上面的公式歸一化電壓輸出Vh落在區(qū)間內(nèi)?？梢詫⑤敵鲭妷篤h與輸出碼字u和納米線地址h之間的距離之間的線性關(guān)系變換成矢量方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>其中V是按降序排列的、編碼器-解復(fù)用器尋址的納米線的可能輸出電壓矢量；以及d是按升序排列的、包含等重碼中碼字之間的可能距離的距離分布矢量。圖20以圖形方式圖示用于確定可能輸出電壓矢量v的矢量方程。圖21圖示從圖13和16A-D的示范編碼器-解復(fù)用器中采用的等重碼推導(dǎo)可能輸出電壓矢量v。在圖21中，表2102列出編碼器-解復(fù)用器中釆用的碼中的碼字之間的可能距離。這些值生成距離分布矢量d2104,并且筒單算術(shù)運(yùn)算得到結(jié)果2106，以及列出圖16A-D中編碼器-解復(fù)用器觀察到的兩個不同歸一化輸出電壓1和1/3的可能輸出電壓矢量v。雖然上面的矢量方程得到可能的歸一化輸出電壓的矢量，但是，可以使用歸一化可能輸出電壓矢量v和非歸一化源v一和汲取V,。w電壓，以相似的方式按如下公式推導(dǎo)出絕對輸出電壓的矢量vabs:v,(n)vk+vw可以將用于根據(jù)權(quán)重w的等重碼的距離分布計算歸一化可能輸出電壓的矢量的上述矢量方程應(yīng)用于特定示范等重碼。圖22示出(11,66,4,5)等重碼的距離分布。如圖22中可見到的，距離分布表征為(11,66,4，5)的碼字的四個不同可能碼字距離4(圖22中的2202)、6(圖22中的2204)、8(圖22中的2206)、以及任何碼字與自己之間的無價值距離0(圖22中的2208)。使用計算歸一化可能輸出電壓矢量的矢量方程，可以容易地計算(11，66，4，5)等重碼的歸一化可能輸出電壓矢量v。圖23示出(11，66,4,5)等重碼的歸一化可能輸出電壓矢量，以及相關(guān)的再次歸一化輸出電壓矢量。這些矢量以圖解形式示出，其中可能的輸出電壓值沿著垂直電壓區(qū)間。圖23中示出的第一矢量2302對應(yīng)于范圍[O,l]中的歸一化電壓。實(shí)心圓2304對應(yīng)于#:選納米線上的電壓輸出，對此編碼器-解復(fù)用器輸出的內(nèi)部納米線地址h與碼字u之間的距離是0。笫一個空心圓2306對應(yīng)于在相距u的距離d咖或4的地址h的未選納米線上的電壓輸出。第二個空心圓2308對應(yīng)于相距編碼器-解復(fù)用器輸出的碼字u中間距離6的內(nèi)部地址h的未選納米線上的電壓輸出。最終，空心圓2310對應(yīng)于相距編碼器-解復(fù)用器輸出的碼字u最大距離d顧或8的地址h的未選納米線上輸出的電壓。通過對第一歸一化輸出電壓矢量2302再次歸一化處理，得到圖23以圖解形式顯示的第二矢量2312。再次歸一化通過按如下公式重新調(diào)整編碼器-解復(fù)用器的源電壓和汲取電壓來執(zhí)行將源電壓和汲取電壓的這些值代入上述的原始矢量方程，得到第二矢量方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage35</formula>圖23中的第二再次歸一化矢量2312通過將此新推導(dǎo)的矢量方程應(yīng)用于(11，66，4，5)等重碼的距離分布矢量來得到。設(shè)置能夠相對直接地表征納米級存儲器陣列的電特性的多個假定，可以相對于編碼器-解復(fù)用器所基于的差錯控制碼為電壓裕量確定最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。在下文中，假定被分析的納米級存儲器陣列中的兩個編碼器-解復(fù)用器都采用相同的等重碼。假定兩個編碼器-解復(fù)用器的極性彼此相反，由此第一編碼器-解復(fù)用器選擇的納米線相對于第二編碼器-解復(fù)用器選擇的納米線具有最高可能電壓，從而在被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端提供盡可能大的電壓降。假定兩個編碼器-解復(fù)用器的源電壓和汲取電壓之差是完全相同的，并且由納米線交叉桿存儲器陣列的滯后電阻器納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的寫電壓閾值來指示。假定微米級/納米級解復(fù)用器交叉桿中的電阻器是線性的，配置的電阻器全35部具有相同電阻R,以及微米級/納米級解復(fù)用器交叉桿中未配置的結(jié)點(diǎn)表現(xiàn)為開路開關(guān)，或換言之具有無限大電阻。假定微米級/納米級解復(fù)用器交叉桿的微米級輸出信號線和納米線具有可忽略不計的電阻，假定驅(qū)動編碼器-解復(fù)用器的電壓源在負(fù)載下保持恒定。假定存儲器陣列中的滯后電阻器是完全相同的，且具有完全相同的物理和電子特征，包括完全相同的寫訪問闊值和擊穿閾值?？梢圆捎脠D形形式，對應(yīng)于第一編碼器-解復(fù)用器的源和汲取電壓范圍與第二解復(fù)用器的源和汲取電壓范圍之間的多種電壓偏移t，將納米級存儲器陣列中產(chǎn)生的電壓裕量和為納米級存儲器陣列內(nèi)使用特定等重碼得到的被選和未選結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的電壓模式直觀化。圖24圖示兩個基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器尋址的納米級存儲器陣列的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端產(chǎn)生的可能電壓降的簡單圖形表示。圖24使用基于上述(11,66,4,5)等重碼的編碼器-解復(fù)用器的特定示例。由第一編碼器-解復(fù)用器利用再次歸一化的可能輸出電壓矢量2402,來控制輸出到納米級存儲器陣列的行納米線的電壓。注意，此再次歸一化的可能輸出電壓矢量與圖23所示并參考圖23描述的再次歸一化的可能輸出電壓矢量2312完全相同。由第二編碼器-解復(fù)用器利用反相極性控制輸出到納米級存儲器陣列的列納米線的電壓，其可能輸出電壓矢量2404移置到行控制編碼器-解復(fù)用器的可能輸出電壓矢量2402的右邊。將列控制編碼器-解復(fù)用器的可能輸出電壓矢量2404相對于圖23的可能輸出電壓矢量反相，以反映這樣的事實(shí)，即控制納米級存儲器陣列的列納米線的第二編碼器-解復(fù)用器具有與控制納米級存儲器陣列的行納米線的第一編碼器-解復(fù)用器相反的極性。雙箭頭粗體線2406將第一編碼器-解復(fù)用器的凈皮選納米線輸出電壓2408與第二編碼器-解復(fù)用器的被選納米線輸出電壓2410連接。被選輸出電壓2408與2410之間的垂直距離等于兩個再次歸一化的可能輸出電壓矢量2402和2404的其中之一的長度，等于由可能輸出電壓矢量2402和2404描述的編碼器-解復(fù)用器控制的納米級存儲器陣列中的被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端生成的電壓降，它們相對于圖24所示的絕對電壓2412排列。虛線(例如虛線2414)示出所有可能未選的電壓降。在任何情況中，在對應(yīng)納米級存儲器陣列結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的電壓降等于虛線互連的兩個輸出電壓的電壓電平之間的垂直距離。例如，在圖24所示的排列中，第一編碼器-解復(fù)用器的源電壓等于第二編碼器-解復(fù)用器的汲取電壓，而笫一編碼器-解復(fù)用器的汲取電壓等于第二編碼器-解復(fù)用器的源電壓，被選行納米線和最低電壓未選列納米線互連的結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降(由虛線2416和2418表示)均為零。相比之下，最低電壓未選行納米線和最高電壓未選列納米線兩端的電壓降(由虛線2418表示)在量值上等于被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降(由線2406互連的實(shí)心圓2408和2410描述)但極性相反。在圖24中，第一再次歸一化的可能輸出電壓矢量2402上的電壓狀態(tài)連接到第二再次歸一化的可能輸出電壓矢量2404上的電壓狀態(tài)所表示的電壓降的極性對應(yīng)于將第一和第二電壓狀態(tài)互連的線的斜度的符號。圖25A-D圖示確定成對的基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器的最優(yōu)電壓偏移量t。圖25A-D示出一系列圖解，例如圖25A中的圖解2502，它與圖24中呈示的上述構(gòu)造相似。但是，與圖24中不同的是，第二再次歸一化的可能輸出電壓矢量2402在垂直方向上相對于第一再次歸一化的可能輸出電壓矢量2402偏移了電壓偏移量t。偏移量t從圖25A中圖解2502中示出的-1偏移量穩(wěn)定地增加到圖25D所示的最后一個圖解，其中t為+l。圖25A-D中的圖解旨在示出最大電壓降情況下被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降與未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降之間的電壓裕量或差值相對于電壓降t如何變化。最初，圖解2502中t--l,被選納米線交叉桿兩端的電壓降是O，由水平線2506指示。相比之下，第一編碼器-解復(fù)用器的最低電壓未選納米線和第二編碼器-解復(fù)用器的最高電壓未選納米線兩端的電壓降，虛線2508連接的兩個電壓狀態(tài)之間的垂直距離屬于大的量值。在此情況中，比率仏基本是無限大，電壓裕量基本是無限大負(fù)值。在此情況中，納米級存儲器陣列無法按預(yù)想的工作。隨著電壓偏移量t增加(圖25A-D中從左到右的圖解)，達(dá)到電壓裕量為正的圖解(圖25B中的2510)。此圖解對應(yīng)于第一可操作納米級存^f諸器陣列。電壓偏移量t2512對于第一可操作納米級存儲器陣列稍微為正。繼續(xù)向右，下一個圖解(圖25C中的2518)示出具有更好正電壓裕量的納米級存儲器陣列，這是通過在最大電壓降情況下，在被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降與未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降之間附加間距來產(chǎn)生的。繼續(xù)下一個圖解(圖25C中的2520),發(fā)生交叉，其中最大電壓降情況下未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降現(xiàn)在是虛線2526和2528互連的電壓狀態(tài)。這兩個虛線互連的電壓狀態(tài)之間的垂直距離現(xiàn)在大于最低電壓行納米線與最高電壓列納米線之間的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降。虛線2526指示被選行納米線2522與最低電壓未選列納米線2521的電壓狀態(tài)之間的差值。虛線2528指示被選列納米線2530與最高電壓未選行納米線2532的電壓狀態(tài)之間的差值。注意，論述僅涉及電壓降量值，而未涉及帶符號的電壓降，并假定兩個極性的寫訪問的電壓闊值是相等量值的。去除這些假定將偏移絕對最優(yōu)電壓偏移量t，但是下文描述非最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)。隨著圖25C和D中的圖解從左到右，電壓偏移量t持續(xù)增加，被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降和最高電壓未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降也持續(xù)增加，而比率仏也增加，并隨著偏移量電壓t向無限大增加而逼近l。這容易地在圖25A-D中看出，隨著電壓偏移量t持續(xù)增加，具有等于兩個虛線2526和2528的頂邊和底邊的平行四邊形越來越向下拉伸并變窄。在極限下，平行四邊形的體對角線長度(連接兩個被選納米線電壓狀態(tài))和平行四邊形的虛線邊的長度逼近相等，而電壓裕量^逼近0。圖26繪制圖25A-D的示例的電壓裕量曲線和電壓分離曲線。垂直軸2602以歸一化伏特為單位遞增，水平軸以電壓偏移量t遞增。電壓裕量曲線2606在t-0.量值t時，發(fā)生一個未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)電壓曲線2612到另一個未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)電壓曲線2614的相交2610。第一未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)電壓曲線2612對應(yīng)于圖25A中的虛線2508互連的電壓狀態(tài)的差值，而第二未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)電壓曲線2614對應(yīng)于圖25C中的虛線2526和2528互連的電壓狀態(tài)的差值。圖27示出用于確定圖24和25A-D的兩個基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器的最優(yōu)電壓偏移量t的簡單幾何構(gòu)造。圖27使用基本與圖24和圖25A-D中所用的相同的圖示約定。在圖27中，電壓差s2702表示從第一編碼器-解復(fù)用器控制的最低電壓未選納米線到最高電壓未選納米線的電壓區(qū)間的斜面度(splay)或?qū)挾?。?dāng)點(diǎn)劃線2712互連的電壓狀態(tài)被與點(diǎn)劃線2714互連的電壓狀態(tài)相同的電壓差分離時，出現(xiàn)最優(yōu)電壓偏移量t。這是因?yàn)槿鐖D26所示，最優(yōu)電壓偏移量t出現(xiàn)在兩個不同未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)電壓曲線2612和2614的交點(diǎn)2610處。當(dāng)然，斜面度s與編碼器-解復(fù)用器使用的具體等重碼相關(guān)。要計算相對于再次歸一化電壓區(qū)間的斜面度s，可以首先按如下公式將斜面度計算為u與v之差么&對應(yīng)的電壓狀態(tài)與u與v之差flL,所對應(yīng)的電壓狀態(tài)之間的歸一化電壓上的差然后，將這兩個狀態(tài)之間的歸一化電壓差乘以將歸一化電壓縮放的縮放常量，得到將其簡化，得到:它可以表示為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage40</formula>其中注意，在圖27中，將可能的電壓輸出矢量再次歸一化，以使被選納選納米線在電壓上最大距離)為1。兩個可能的電壓輸出矢量的端部的線段2710-2711表示編碼器-解復(fù)用器的汲取電壓與第一未選納米線電壓狀態(tài)之間的電壓差。在圖27所示的構(gòu)造中可見到，在如下情況下，出現(xiàn)最優(yōu)電壓偏移量t:1-t=t+s而且，通過對圖27所示的構(gòu)造的觀察，當(dāng)被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降是l+t且未選最大電壓降納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)兩端的電壓降是1-1時，出現(xiàn)最優(yōu)偏移量電壓t。相對于^而言，最優(yōu)的t通過如下公式得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage40</formula>然后可以將電壓比率仏計算為它預(yù)示最優(yōu)電壓裕量是:刀，雖然裝置相對于絕對電壓的電壓裕量取決于電壓偏移量t和兩個編碼器-解復(fù)用器的源和汲取電壓。但是，可以在上面的公式中看到最優(yōu)電壓裕量取決于編碼器-解復(fù)用器實(shí)現(xiàn)的尋址方案中所采用的等重碼的特征，而與兩個編碼器-解復(fù)用器的電壓偏移量t以及源和汲取電壓無關(guān)。為了將仏減至最小并由此將K增加到最大，需要將比率^—減至最小，或盡可能地靠近1，這意味著具有最優(yōu)電壓裕量的納米級存儲器陣列中使用的等重碼的斜面度S需要盡可能地低。但是，將^減至最小僅僅是選擇最佳可能等重碼的一個因素。另一個考慮是，微米級/納米級解復(fù)用器交叉桿中的^f鼓米級輸出信號線的數(shù)量是n,即等重碼的碼字以位數(shù)計的長度。因此，最優(yōu)等重碼不僅需要低&值，而且需要n的低值。當(dāng)然，n還需要至少與納米線交叉桿存儲器陣列的1維M的1og2—樣大。而且，編碼器-解復(fù)用器所需的芯片面積與nM(混合級納米線交叉桿的面積)成比例，。因此，在為實(shí)現(xiàn)納米級存儲器陣列的編碼器-解復(fù)用器，選擇最佳等重碼時，還需要將乘積nM減至最小。下表2示出n的多種范圍的^的數(shù)學(xué)證明的下限<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>表2換言之，可以確定給定碼字大小的任何等重碼的最小^值，具有計算的下限^的碼字大小n的等重碼對于在編碼器-解復(fù)用器中用于存儲器陣列是最優(yōu)的。下表3示出一些特定最優(yōu)等重碼具有低&的已知等重碼<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>表3這些等重碼可以與下表4所示先前為提供最佳編碼器-解復(fù)用器的實(shí)現(xiàn)而確定的已知平tf線性碼相對比<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>表4將表3中所示的等重碼與圖4所示的平衡線性碼的參數(shù)進(jìn)行比較，可展示出，對于給定電壓裕量K,產(chǎn)生給定電壓裕量^的等重碼具有比提供基本相同電壓裕量的最佳平衡線性碼顯著更低的n值。下表5中示出》匕比專交<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>表5由于差錯控制編碼碼生成的復(fù)雜性和表征這些碼空間的困難性，目前還沒有提供在編碼器-解復(fù)用器的實(shí)現(xiàn)中使用的等重碼相對于平衡線性碼和其他差錯控制碼的相對優(yōu)點(diǎn)測量的分析公式。但是，公知的是，等重碼的碼空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡線性碼的碼空間。換句話說，對于給定的一組約束，例如最小M或最大仏比率，存在比平衡線性碼多的等重碼。為此原因，可能的是對于給定編碼器-解復(fù)用器設(shè)計問題，總是能夠發(fā)現(xiàn)更優(yōu)化的等重碼。沒有用于生成和表征等重碼的便利矩陣生成器和線性表達(dá)式。因此，基于等重碼的編碼器所需的邏輯可能顯著比基于平衡線性碼的編碼器所需的邏輯復(fù)雜。但是，可以采用多種^l支術(shù)來改善等重碼生成的復(fù)雜性，包括使用算法碼生成，而不使用邏輯中實(shí)現(xiàn)的碼表。在大的塊式存儲器(tiledmemories)(例如圖1所示的存^f渚器)中，可以通過多個個體納米級存儲器陣列來分?jǐn)偦诘戎卮a的編碼器的電路成本和復(fù)雜性。雖然上文引述用于實(shí)現(xiàn)編碼器-解復(fù)用器的等重碼的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)中使用的這些假設(shè)取決于許多上面討論的假設(shè)，并且雖然這些假設(shè)可能不支持實(shí)際的裝置，但是描述的裝置代表可以直接推導(dǎo)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的理想情況。分子電子學(xué)領(lǐng)域的研究人員確信，可以將這些優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)延伸到應(yīng)用于非理想的真實(shí)系統(tǒng)，盡管如此可以將在物理學(xué)上針對理想且簡單指定的系統(tǒng)推導(dǎo)的更相似的公式可以(即使是大約地)應(yīng)用于更復(fù)雜的真實(shí)情況中。雖然本發(fā)明是參考特定實(shí)施例來描述的，但是無意將本發(fā)明限于此實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會顯見到本發(fā)明精神內(nèi)的修改。例如，對于任何給定的實(shí)際應(yīng)用，可以更改編碼器-解復(fù)用器所基于的被選等重碼的多種優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。例如，在某些應(yīng)用中，將&減至最小比將n或nM減至最小更為重要。而且，在實(shí)際系統(tǒng)中，系統(tǒng)的復(fù)雜性和不統(tǒng)一性可能不允許嚴(yán)格的量化分析，將無法確切地指定對于具體應(yīng)用提供最優(yōu)等重碼而要最小化或最大化的等重碼的那些參數(shù)。盡管如此，所有目前分析和可得到的證據(jù)都揭示，一般情況下，等重碼是編碼器-解復(fù)用器所基于的最優(yōu)差錯控制編碼碼，針對設(shè)計問題從具有適當(dāng)n和M值的等重碼中選擇具有最小^值的一個或多個等重碼將提供針對該設(shè)計問題的最優(yōu)等重碼。雖然在描述的實(shí)施例中，編碼器-解復(fù)用器采用相同的等重碼，但是在備選實(shí)施例中，這些編碼器-解復(fù)用器可以采用具有不同n和M值的不同等重碼，并且可以在附加參數(shù)上有所不同。雖然描述的實(shí)施例是納米級存儲器陣列，但是本發(fā)明的基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器可以在幾乎不限數(shù)量的不同納米級和混合納米級/微米級電子裝置的任何一種中采用來尋址信號線。例如，可以將單個編碼器-解復(fù)用器用于尋址納米級線性串聯(lián)鎖存器陣列。而且，雖然描述的納米級存儲器實(shí)施例采用滯后電阻器結(jié)點(diǎn)，但是本發(fā)明的基于等重碼的編碼器-解復(fù)用器實(shí)際可以用于尋址基于具有二極管或相似二極管的納米線結(jié)點(diǎn)的納米線交叉桿，或特征類似于其他類型的熟知電子裝置的納米線結(jié)點(diǎn)的裝置。雖然描述的實(shí)施例涉及納米級和混合微米級/納米級裝置，但是認(rèn)識到有益于描述的實(shí)施例的等重碼的特性在純微米級裝置和其他裝置可能也是有用的。雖然在描述的實(shí)施例中，每個尋址的納米線具有與等重碼的碼字對應(yīng)的唯一內(nèi)部地址，但是在備選實(shí)施例中，兩個或兩個以上的納米線可以共用特定的等重碼地址，并且可以被同時選擇。雖然描述的實(shí)施例全部使用電壓信號，但是在備選實(shí)施例中可以采用電流信號和其他類型的信號。雖然在上文論述的編碼器-解復(fù)用器實(shí)施例中，輸出到被選納米線的區(qū)分的信號是比輸出到未選納米線的信號高的電壓信號，但是在備選實(shí)施例中，區(qū)分的信號可以具有比輸出到未選納米線的信號小的量值。前文描述中，為了解釋的目的，使用了特定術(shù)語，以便提供對本發(fā)明的透徹理解。但是對于本領(lǐng)域人員來說，顯然實(shí)施本發(fā)明并一定需要這些特定細(xì)節(jié)。前文對本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述是出于說明和描述的目的來提出的。它們不意味著是窮舉的或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開的具體形式。顯然，根據(jù)上面的原理，許多修改和變化都是可能的。示出和描述這些實(shí)施例，以便最佳地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)踐應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠最佳地通過適于具體應(yīng)用而設(shè)想的多種修改來利用本發(fā)明和多種實(shí)施例。本發(fā)明的范圍應(yīng)該由所附權(quán)利要求及其等效物限定。權(quán)利要求1.一種編碼器-解復(fù)用器，包括k個輸入信號線(1306)；編碼器(1304)，所述編碼器(1304)為所述k個輸入信號線上接收的每個不同外部地址生成n位等重碼碼字(1308)內(nèi)部地址；n個輸出信號線(1310-1315)，由所述編碼器在所述n個輸出信號線(1310-1315)上輸出n位等重碼碼字內(nèi)部地址；以及與所述n個輸出信號線互連的多個編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線(1316-1319)，所述編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線各與一個n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)。2.如權(quán)利要求1所述的編碼器-解復(fù)用器，其中所述n個輸出信號線(1310-1315)選擇性地與所述編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線(1316-1319)互連，以便在所述編碼器將特定的n位等重碼碼字(1308)內(nèi)部地址輸出到所述n個輸出信號線時，對與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線輸入可與輸入到不與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所有編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線的信號相區(qū)別的信號。3.如權(quán)利要求1所述的編碼器-解復(fù)用器，其中對與所述n位等重碼碼字(1308)內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所述編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線輸入可與輸入到不與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所有編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線輸入的信號相區(qū)別的所述信號是如下的其中之一量值大于輸出到不與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所有編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線的電壓信號的電壓信號；量值小于輸出到不與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所有尋址的信號線的電壓信號的電壓信號；量值大于輸出到不與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所有編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線的電壓信號的電流信號；量值小于輸出到不與所述n位等重碼碼字內(nèi)部地址關(guān)聯(lián)的所有編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線的電壓信號的電流信號。4.如權(quán)利要求1所述的編碼器-解復(fù)用器，其中所述k個輸入信號線(1306)和所述n個輸出信號線(1310-1315)是^f效米級信號線，所述編碼器(1304)在微米級或亞微米級邏輯中實(shí)現(xiàn)，所述多個編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線(1316-1319)是納米線。5.如權(quán)利要求1所述的編碼器-解復(fù)用器，被用于下列一項(xiàng)或多項(xiàng)與第二編碼器-解復(fù)用器一起，尋址納米線交叉桿(1700)中的納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)；尋址納米級或混合級裝置的線性排序的納米級組件；以及與附加的編碼器-解復(fù)用器一起，尋址按3個或3個以上邏輯維安排的納米級或混合級裝置的納米級組件。6.如權(quán)利要求1所述的編碼器-解復(fù)用器，其中所述等重碼(1308)具有等重碼的大小M的最小^比率，所述^比率是所述等重碼的不同碼字之間的最大距離與所述等重碼的不同碼字之間的最小距離之比，其中k等于上限(7W),以及編碼器-解復(fù)用器尋址的信號線(1316-1319)的數(shù)量小于或等于M。7.—種納米級存儲器陣列，包括具有第一組i個平行納米線和第二組j個平行納米線的納米線交叉桿(1700),所述第一組納米線的納米線與所述第二組納米線中的納米線彼此不平行，并因此形成具有所述第一組平行納米線的每個納米線與所述第二組平行納米線的每個納米線之間形成納米線結(jié)點(diǎn)的最近接觸點(diǎn)的柵格；第一編碼器-解復(fù)用器(1702)，所述第一編碼器-解復(fù)用器(1702)通過輸出等效于大小為M>i的等重碼的碼字的電壓模式來控制所述第一組平行納米線(1704-1707)上的電壓；以及第二編碼器-解復(fù)用器(1710),所述第二編碼器-解復(fù)用器(1710)通過輸出等效于大小為M>j的等重碼的碼字的電壓模式來控制所述第二組平行納米線(1712-1715)上的電壓。8.如權(quán)利要求7所述的納米級存儲器陣列，其中所述納米線結(jié)點(diǎn)9.如權(quán)利要求8所述的納米級存儲器陣列，其中所述第一和第二編碼器-解復(fù)用器(1702、1710)的每一個將等效于等重碼的碼字的電壓模式輸出到選擇性地互連到所述第一和第二編碼器-解復(fù)用器控制的平行納米線組(1704-1707和1712-1715)的納米級輸出信號線，從而對于每個輸出碼字，將具有等于所述碼字的內(nèi)部納米線地址的被選納米線置于最接近于所述編碼器-解復(fù)用器的源電壓的電壓狀態(tài)，以及將所有未選納米線置于比所述被選納米線更遠(yuǎn)離所述源電壓的電壓狀態(tài)。10.如權(quán)利要求9所述的納米級存儲器陣列，其中選擇所述兩個編碼器-解復(fù)用器當(dāng)前選擇的納米線之間的納米線結(jié)點(diǎn)，不選擇所有其他納米線結(jié)點(diǎn)；以及其中所述等重碼在被選納米線與未選納米線之間提供足夠電壓間隔，以確保所述被選納米線結(jié)點(diǎn)兩端存在量值大于寫訪問閾值但小于擊穿閾值的電壓降，而在所述未選納米線結(jié)點(diǎn)兩端存在小于所迷寫訪問閾值的電壓降。全文摘要本發(fā)明的多種實(shí)施例包括用于確定納米線尋址方案的方法，以及包括集成用于可靠地尋址納米線交叉桿(1700)內(nèi)的納米線結(jié)點(diǎn)的納米線尋址方案的微米級/納米級電子裝置。這些尋址方案能夠?qū)崿F(xiàn)被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻狀態(tài)或其他物理或電子狀態(tài)的改變，而不改變其余納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)的電阻狀態(tài)或其他物理或電子狀態(tài)，并且不擊穿被選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)或其余未選納米線交叉桿結(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的附加實(shí)施例包括結(jié)合本發(fā)明的納米線尋址方案實(shí)施例的納米級存儲器陣列(1700)和其他納米級電子裝置。本發(fā)明的某些實(shí)施例采用等重碼(1308)，公知類碼或差錯控制編碼碼，作為施加到選擇性地與一組納米線(1310-1315)互連的微米級/納米級編碼器-解復(fù)用器的微米級輸出信號線(1316-1319)的被尋址納米線選擇電壓。文檔編號H04J99/00GK101310340SQ200680041290公開日2008年11月19日申請日期2006年7月21日優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日發(fā)明者G·S·斯尼德,G·塞羅伊西,P·J·屈克斯,R·M·羅思,R·S·威廉斯,W·J·羅比內(nèi)特申請人:惠普開發(fā)有限公司