本发明属于电子信息，具体涉及一种对忆阻交叉阵列器件电阻状态的设置方法。
背景技术：
1、忆阻器因其具有存算一体、高计算并行性、低功耗的优点，可从根本上突破冯诺依曼瓶颈，并实现高并行度的向量与矩阵的乘法运算，被认为是全新架构神经网络计算芯片中最具潜力的核心器件。而忆阻交叉阵列中每一个忆阻单元的电阻对应于神经网络中的权重。因此，在基于忆阻交叉阵列的神经网络计算中，对忆阻交叉阵列的电阻状态设置是其中的关键问题。
2、目前，研究人员将阵列中的每一个忆阻单元与三极管串联，形成一个三极管与一个忆阻器串联的结构。在给忆阻单元施加电压脉冲的同时，通过控制与之串联的三极管的栅极电压来实现对于限制电流的控制，进而实现电阻状态的设置。虽然此方法可以增加器件电阻状态的可控性，但是相比于没有三极管串联的忆阻单元结构，三极管的使用使得忆阻交叉阵列器件从无源器件变为有源器件，导致器件结构复杂、能耗增加。并且，由于要在给忆阻器施加电压脉冲的同时，依据目标电阻状态对三极管的栅极电压进行控制，这极大地增加了外围控制电路的复杂程度。
3、研究人员还提出了单向写校验的等幅脉冲编程法以及双向写校验的等幅脉冲编程法。其中，单向写校验的等幅脉冲编程是通过判断目标电导与当前电导的大小关系，用相等幅值的电压脉冲进行单向的置位(set)或重置(reset)操作。虽然该方法操作实现简单，控制清晰，可实现电阻状态在较大范围内的调节，但因为采用的是等幅脉冲编程，在距离目标电导较近时，大幅值的电压脉冲会导致电导的改变量较大，导致无法接近目标电导值，而采用小幅值的电压脉冲又面临调节范围有限的问题。而双向写校验的等幅脉冲编程是对目标电导值设置了正负偏差余量，根据当前电导值和目标电导值的关系，进行set和reset两个方向的编程脉冲来回调节直至电导落入目标电导的偏差范围内，虽然可以更精确的设置电导，但是也会造成更多的硬件开销，反复的双向操作对器件的耐久性提出了很高的要求，而且对于reset方向具有电阻突变的忆阻器件，该方法并不适用。
4、此外，忆阻交叉阵列中包含有多个忆阻单元，在设置其中一个忆阻单元时会对周围其它的忆阻单元产生一些影响，目前的设置方法并未考虑尽量减弱对于其它忆阻单元的影响。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题或不足，本发明提供了一种对忆阻交叉阵列器件电阻状态的设置方法，进一步提高了设置忆阻单元电阻状态的准确率，减小了阻态设置过程中对其他忆阻单元的影响。此设置方法在基于忆阻交叉阵列的神经网络运算中，有利于网络权重的准确设置。
2、一种对忆阻交叉阵列器件电阻状态的设置方法，包括电导分类设置和逐次逼近设置。
3、所述电导分类设置是对忆阻交叉阵列中的目标忆阻单元按照其欲设电导值的大小进行分类，依次进行电阻状态设置：
4、首先，根据应用需求，确定忆阻交叉阵列中需要配置的目标忆阻单元个数m以及目标电导值的类数q，即需要对忆阻交叉阵列的m个忆阻单元设置q种目标电导值。
5、然后将相同目标电导值的忆阻单元归为一类，即将忆阻交叉阵列中需要设置的m个忆阻单元划分为q类，其中各类之间的电导值大小关系对应为g1＜g2＜…＜gq。
6、最后，按照电导值从小到大的顺序依次对每一类阻态的各个忆阻单元采用逐次逼近法进行电阻状态设置。
7、所述逐次逼近法是对一个忆阻单元依次施加电压幅值逐渐降低的set脉冲序列，依次减小误差范围，依次增加延时判断时间以精确达到目标电阻值。
8、逐次逼近法中对一个忆阻单元共进行n轮设置，n的取值为2≤n≤nmax，其中nmax为最大可取设置轮次数，取值范围为4至6。在每轮设置时对一个忆阻单元最多施加k次写脉冲信号，k为最大写循环次数，100≤k≤200。初始时，m个目标忆阻单元的电阻状态均已重置为高阻。
9、在使用逐次逼近法时，首先初始化设置各个参数，即设置忆阻单元的目标阻值为rtarget，总设置轮次数为n，输入写脉冲信号的电压幅值为vset1，误差百分比为α1，延时判断时间为τ1，最大写循环次数为k。其中，vset1的幅值应小于该目标忆阻单元的电形成电压vforming；当前正在设置的轮次数由n表示，n初始值为1，每设置完一轮n＝n+1，1≤n≤n；当前设置轮次的写循环次数累加变化由k表示，0≤k≤k。
10、然后从第1轮开始逐轮设置该忆阻单元的电阻状态。
11、对该目标忆阻单元进行第n轮设置时，首先将写循环次数k重置为0，并读取初始阻值r0，当r0＞(1+αn)rtarget时，开始施加电压幅值为vsetn的写脉冲信号。每施加一个写脉冲后，写循环次数k＝k+1，并跟随一个读脉冲获取当前阻值rk。
12、当k＜k且rk＞(1+αn)rtarget时，继续施加写脉冲信号vsetn；当k＜k且rk≤(1+αn)rtarget时，经过延时τn，再次读取忆阻单元阻值rk’，如果rk’＞(1+αn)rtarget，则继续施加写脉冲信号vsetn。直至rk’≤(1+αn)rtarget或k＝k时，自动结束该轮设置。
13、对该忆阻单元进行第n+1轮设置时，输入写电压脉冲幅值设置为vset(n+1)，误差百分比设置为αn+1，延时判断时间设置为τn+1。其中vset(n+1)＜vsetn，αn+1＜αn，τn+1＞τn，根据当前轮次设置的三个参数(vset(n+1)，αn+1，τn+1)进行相应的判断，每轮设置均以此类推。
14、当n＝n轮设置完成时，停止对忆阻单元的电阻状态设置。
15、进一步的，所述各目标忆阻单元的设置轮次数n根据该目标忆阻单元相应的保持特性选取。当目标忆阻单元的保持特性较好时，选择较少的轮次设置该忆阻单元；当忆阻单元的保持特性较差时，选择较多的轮次设置该忆阻单元，以增加写稳定性。
16、进一步的，各目标忆阻单元的每个轮次之间写脉冲信号的电压幅值减小量可根据该目标忆阻单元对应的电导编程速度决定。前一轮写脉冲信号作用时的电导改变量较大时，下一轮写脉冲信号的电压幅值减小量适当增加；前一轮写脉冲信号作用时的电导改变量较小时，下一轮写脉冲信号的电压幅值减小量应减少，以增加写操作的精确度。
17、本发明通过依次采用电导分类法和逐次逼近法对大规模忆阻交叉阵列的各目标忆阻单元的电阻状态进行设置，其中电导分类法通过先设置小电导后设置大电导可以减小对周围忆阻单元的影响；逐次逼近法通过施加至少两轮电压幅值依次减小的写脉冲信号，可将忆阻单元较为准确地设置于目标阻值附近，同时在设置过程中充分利用set方向的良好线性度，避免了reset过程存在突变时带来的不利影响。
18、综上所述，本发明按照设置轮次经多轮逐渐降低电压脉冲幅值，缩小误差范围，增大延时判断时间，从而以逐次逼近的方式更精确地设置到目标阻态rtarget。本发明提高了忆阻交叉阵列器件中设置忆阻单元电阻状态的准确率，减小了阻态设置过程中对其他忆阻单元的影响；尤其适用于在基于忆阻交叉阵列的神经网络运算，将权重矩阵映射到忆阻交叉阵列后的高准确率权值写入。