本发明属于忆阻器，具体涉及一种基于有限状态机的写入验证方法。
背景技术：
1、现阶段，大部分传统的计算芯片都是基于冯诺依曼架构，然而随着数据规模的飞速增长，冯诺依曼架构的存储墙和功耗墙的问题愈发严重，存储器和计算单元的分离严重限制了计算芯片的延迟和能效。因此，存内计算架构应运而生，与传统冯诺依曼架构不同，存内计算架构直接在存储单元内部进行计算，将存储和计算融为一体，从而突破了传统存储与计算分离的限制，减少了数据搬运的需求。
2、新型存储器例如忆阻器，由于可以直接在存储器内部实现矩阵向量乘法的计算操作，非常适配新兴的存内计算架构，引起了学术界和工业界的广泛关注和研究。而且相较于传统存储器，忆阻型器件可以在一个存储单元中存储更多的电导状态，从而实现更高的存储密度，从而带来更高的吞吐率和能效比。
3、然而，忆阻型器件的工艺尚不成熟，理论研究尚不深入，很难通过一致的条件来将器件写入特定的电导状态，所以想要实现多值器件通常需要写入验证方案。传统的写入验证方案是通过不断施加置位或者复位电压来反复改写器件，直至器件达到目标电导。但是，这种方案仅仅通过反复的尝试来写入器件，通常需要花费大量的时间，这在忆阻型器件的阵列规模扩大之后会愈发明显。因此，实现基于多值忆阻型器件的各类可靠落地应用急需一种能够基于器件特性来写入的高效写入验证方案。
技术实现思路
1、为了解决忆阻型器件的写入问题，本发明首次提出了一种基于有限状态机的写入验证方法，可以在写入验证过程中学习到器件的非理想特性，并根据器件特性来施加合适的写入电压，大大提高了写入的效率。
2、本发明提供的技术方案如下：
3、一种面向忆阻型器件的基于有限状态机的写入验证方法，其特征在于，将不同写入验证中的状态进行划分，每次到达一个状态后，在有限状态机中查询当前所处状态，并根据其状态值生成新一轮施加的脉冲条件，写入验证的具体流程包括：
4、1)在第i个周期开始时，首先读取器件当前的电导值gi，如果在训练中则可以根据gi和gi-1按照状态值更新机制来更新有限状态机的状态值。倘若已经训练完毕，则可以直接进行下一步；
5、2)对当前电导值所处的区间进行判断，如果gi∈[gt-gerr,gt+gerr]，那么写入完成。否则，进行下一步判断，其中gt是指期望写入的目标电导；gerr是写入目标电导的最大容忍误差；
6、3)对当前循环次数进行判断，如果i>lmax，即lmax是指写入验证的最大循环次数，则写入失败，否则，进行下一步操作；
7、4)在有限状态机中查询当前所处状态，并根据其状态值生成新一轮施加的脉冲条件，如果需要进行置位，也就是gi<gt-gerr，则生成如果要进行复位，也就是gi>gt+gerr，则生成
8、5)对该器件施加条件为或的脉冲，同时周期数i变为i+1，回到第1步，重复上述过程。
9、进一步，本发明有限状态机是一个三维的m×n×s/r的矩阵，矩阵中的每一个点代表了写入验证过程中的一个状态，每一个状态存储着一个状态值，代表着下次来到这个状态时下一步施加的脉冲条件。第一个维度是当前电导的区间，将器件的整个电导范围(gmin～gmax)划分为m个区间；第二个维度则是当前电导与目标电导差值的区间，由于当前电导和目标电导差值也是在整个电导范围内变化(gmin～gmax)，所以同样将该区间划分为n个，这一维度主要是为了表现距离目标电导的距离这一特征，不同距离情况下，对器件的操作也是完全不同的。第三个维度则是当前所施加的脉冲条件，分为置位条件(s)和复位条件(r)，下标从1到s/r，数字越大代表施加的条件越强。这一维度主要是为了记录上次施加的脉冲条件来获取上一步的信息。
10、进一步，有限状态机中状态值的更新机制具体为：
11、1)当施加完条件为的脉冲后，当gi+1超过了目标电导，减小ks/kr，使得下次再经历该状态时，施加一个更小条件的脉冲；
12、2)如果gi+1相较于gi变化的不大，需要增加ks/kr；
13、3)如果gi+1几乎与gi一致，需要增加ks/kr；
14、4)如果gi+1距离gt越来越远，需要增加ks/kr。
15、本发明的有益效果如下：
16、本发明提供的面向忆阻型器件的基于有限状态机的写入验证方法适用于所有针对多值或者模拟值的忆阻型器件的写入问题。本发明可以将不同写入验证中的状态进行划分，每个状态存储该状态下需要执行的写入条件，通过反复对器件进行读取，状态判断，然后实施该状态下的写入条件，并根据写入结果来更新有限状态机的状态值，使得状态值能够学习到器件的非理想特性，从而指导之后的写入过程，大大加快写入的速度。
1.一种面向忆阻型器件的基于有限状态机的写入验证方法，其特征在于，将不同写入验证中的状态进行划分，根据每次写入的结果，以有限状态机的形式进行状态值的更新，并根据其状态值生成新一轮施加的脉冲条件，写入验证的流程包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的写入验证方法，其特征在于，所述有限状态机是一个三维的m×n×s/r的矩阵，矩阵中的每一个点代表了写入验证过程中的一个状态，每一个状态存储着一个状态值，其中，m表示器件在整个电导范围gmin～gmax划分的区间，n表示距离目标电导的距离，s/r表示置位条件(s)和复位条件(r)的下标从1到s/r。
3.如权利要求2所述的写入验证方法，其特征在于，所述电导范围gmin～gmax划分的区间是均匀分布或非均匀分布。
4.如权利要求1所述的写入验证方法，其特征在于，所述有限状态机中状态值的更新机制具体为：
5.如权利要求4所述的写入验证方法，其特征在于，步骤4-1)中，当gi+1超过目标电导，若|gi+1-gt|<0.1*gt，令ks/kr减小1，若|gi+1-gt|＞0.1*gt，令ks/kr减小2。
6.如权利要求4所述的写入验证方法，其特征在于，状态值第一次需要增加或减少时，不需要立刻更新，记录此时ks/kr需要增加或是减少，状态值在第二次需要更新其状态时，若状态值的变化方向和第一次更新相同，才会执行更新有限状态机的状态值。
