用于存储频率的装置和用于存储和读取频率的方法与流程

本发明涉及一种用于存储频率的装置，一种用于将频率存储在所述装置中的方法，此外还涉及一种用于从所述装置读取所存储的频率的方法，以及一种用于运行用于存储的装置的方法和相应的计算机程序产品。

背景技术：
忆阻器（Memristor）是一种无源电器件，其中可以借助直流信号引起其电阻的变化。而在临界频率之上的交流信号情况下，电阻保持恒定。YuriyV.Pershin和MassimilianoDiVentra在其公开物“PracticalApproachtoProgrammableAnalogCircuitswithMemristors”，IEEETransactionsonCircuitsandSystemsI:RegularPapers，第57卷，No.8，2010年8月中介绍了在电路中的忆阻器的不同使用可能性。在电路中，忆阻器分别通过自给自足的供给装置来提供直流信号，以便改变忆阻器的电阻。

技术实现要素：
在此背景下，借助本发明介绍了根据独立权利要求的一种用于存储频率的装置、一种用于在所述装置中存储频率的方法，此外还介绍了一种用于从所述装置读取所存储的频率的方法，以及一种用于运行用于存储的装置的方法，以及最后提出一种相应的计算机程序产品。有利的扩展方案从相应的从属权利要求和后面的描述中得出。本发明基于的认识是，忆阻器作为能够振荡的电路的确定振荡频率的环节借助从外部对该电路施加的频率信号而经历变化，该变化将电路的振荡频率与所施加的频率信号匹配。这样改变的电路的振荡频率在所施加的频率信号中断之后变化，并且在电路的供电电压中断之后不变。在忆阻器中，由此可以存储关于振荡频率的信息。本发明实现了一种用于存储频率的装置，其中所述装置具有以下特征：带有输入端和输出端、以及供电电压输入端和供电电压输出端的比较器；以及忆阻器，其连接在比较器的输入端和比较器的输出端之间。比较器可以理解为比较两个电压的电子电路。当第一电压高于第二电压时，在比较器的输出端上存在第一信号，在相反情况中在该输出端上存在第二信号。忆阻器可以理解为一种器件，其具有欧姆电阻，该电阻在恒定馈流情况下改变。在用高频交流电流运行的情况下，电阻无直流部分地保持恒定。比较器可以具有第二输入端，并且电阻连接在比较器的第二输入端和输出端之间。电阻可以理解为欧姆电阻。该装置可以具有电容，其连接在比较器的两个输入端之一和电势端子之间。电容可以理解为电容器。该装置可以具有另外的电阻，其连接在比较器的输入端和另外的电势端子之间。通过另外的器件，可以将所述装置改建为能够独立振荡的振荡回路。比较器可以在两个电压状态之间来回切换。电容结合电阻用作延迟装置，以便调节最终的振荡频率。通过改变延迟元件，可以实现在两个状态的变换之间的不同的时间常数。脉冲源可以连接在比较器的输入端和/或另外的电阻和另外的电势端子之间。脉冲源可以构建用于提供具有预先确定的频率的振荡信号。振荡信号可以影响能够振荡的振荡回路。能够振荡的振荡回路的振荡和振荡信号可以叠加为混合信号。混合信号可以具有直流部分，其可以改变关于忆阻器中存储的频率的信息。该信息可以改变，直到该装置的振荡以振荡信号的频率来振荡。本发明此外实现了一种根据这里提出的方式的用于将频率存储在用于存储的装置中的方法，其中所述方法具有以下步骤：对所述装置施加（Beaufschlagen）以具有要存储的频率的写入信号，以便将与该频率对应的信息存储在忆阻器中。写入信号可以理解为频率稳定的信号，其由信号源提供。在所述装置的能够振荡的电路中，输出振荡可以在通过写入信号施加之前改变为具有输出振荡和写入信号的信号叠加的混合振荡。混合振荡可以具有直流部分。直流部分可以改变关于忆阻器中存储的频率的信息，直到电路以写入信号的节拍振荡。此外，本发明实现了一种根据这里介绍的方式的用于从用于存储的装置中读取存储的频率的方法，其中该方法具有以下步骤：借助供电电压输入端和供电电压输出端来对比较器馈送供电电压，以便截取读取信号，以读取与频率对应的信息。读取信号可以理解为所述装置的由忆阻器限定的固有振荡。固有振荡可以通过比较器的供电电压来激励。此外，本发明实现了一种根据这里介绍的方式的用于运行用于存储的装置的方法，其中该方法至少具有以下步骤：根据这里介绍的方式的、用于存储频率的方法步骤；以及根据这里介绍的方式的、用于读取频率的方法步骤。该方法可以具有静止的步骤，其在存储步骤和读取步骤之间进行，其中所述装置在静止的步骤中未被施加并且未被馈电，并且与频率对应的信息保持。在静止步骤之后，所述装置可以重新用存储的频率运行。由此，所述装置可以没有能量需求地存储关于频率的信息。有利的还有一种具有程序代码的计算机程序产品，其可以存储在机器可读的载体如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器上，并且当所述程序在计算机或者装置上运行时，用于执行或者控制根据前述实施形式之一所述的方法步骤。附图说明下面借助附图示例性地进一步阐述本发明。其中：图1示出了根据本发明的一个实施例的用于存储的装置的电路图；图2示出了根据本发明的另一实施例的用于存储的装置的电路图；图3示出了根据本发明的一个实施例的用于运行用于存储的装置的方法的流程图；图4示出了在初始状态中的根据本发明的一个实施例的用于存储的装置的振荡信号图；图5示出了在存储器的开始阶段中的根据本发明的一个实施例的用于存储的装置的振荡信号图；图6示出了在存储器的最终状态中的根据本发明的一个实施例的用于存储的装置的振荡信号图；图7示出了在忆阻器中存入关于频率的信息的情况下在最终状态中的根据本发明的一个实施例的用于存储的装置的振荡信号图。具体实施方式在下面对本发明的优选实施例的描述中，对于在不同图中示出的并且作用相似的元件使用相同或者相似的附图标记，其中省去了对所述元件的重复描述。图1示出了根据本发明的一个实施例的用于存储频率的装置100的电路图。该装置100具有比较器102、忆阻器104、电阻106、电容108以及另外的电阻110。比较器102具有反相的输入端－、非反相的输入端+以及输出端。此外，比较器具有负端子和正端子用于供电电压。忆阻器104具有两个端子。忆阻器104的第一端子与比较器102的非反相输入端+连接。忆阻器104的第二端子与比较器102的输出端连接。电阻106同样具有两个端子。电阻106的第一端子与比较器102的反相输入端－连接。电阻106的第二端子与比较器102的输出端以及忆阻器104的第二端子连接。电容108、电容器具有两个端子。电容108的第一端子与所述装置100的第一电势端子112连接。电容108的第二端子与比较器102的反相输入端－以及电阻106的第一端子连接。所述另外的电阻110具有两个端子。所述另外的电阻110的第一端子与所述装置100的第二电势端子112连接。所述另外的电阻110的第二端子与比较器102的非反相输入端+以及忆阻器104的第一端子连接。在工作中，比较器102的负端子和正端子与未示出的供电电压的电压源连接。图2示出了根据本发明的另一实施例的用于存储的装置100的电路图。该装置100对应于如图1中所示的装置。附加地，在图2中在所述装置100的第二电势端子112和另外的电阻110之间设置有脉冲源200。换而言之，图1和图2示出了带有忆阻器104的频率存储器100。忆阻器是一种新型的电阻。忆阻器的电阻并不恒定，而是可以可变地被编程入。忆阻器是其值取决于其历史的电阻。如果具有高于确定的临界频率的频率的交流电流流过，则其值并不变化。如果电流的频率小于临界频率，则电阻改变。由此，忆阻器104例如可以用作存储器。忆阻器的尺寸可以在数纳米的范围中。由此，比传统的存储器技术更高的存储器密度是可能的。对于该器件，其他的应用在电路技术上是可能的。在这里介绍的方式中，介绍了一种可能的电路：忆阻器104如何可以用于存储“频率”。可编程的频率发生器（PLL，锁相环）是可编程的分频器或者频率乘法器，其可以将参考频率用任意的因子来相乘/相除。结合时钟发生器，可以产生任意的频率或者构建跟随频率发生器。不同于这里所介绍的频率...