[发明专利]一种基于自旋磁存储器的数据运算方法

权利要求书

1.一种存算一体装置，其特征在于，包括自旋存算阵列模块和辅助模块；

所述自旋存算阵列模块包括：N个自旋存算单元，单个所述自旋存算单元包括至少一个自旋磁存储器和至少一个晶体管；所述自旋磁存储器为MRAM存储器；

所述自旋存算单元呈阵列分布，每列的所述自旋存算单元由至少一条位线、至少一条源极线和N条字线控制，其中晶体管的源极与所述自旋磁存储器相连，所述自旋存储器与源极线相连，所述晶体管的栅极与字线相连，所述晶体管的漏极与所述位线相连；

所述辅助模块包括计算辅助单元；

所述计算辅助单元位于所述自旋存算阵列模块每一列的末端，包括两条平行的电压控制线，并分别与所述自旋存算阵列模块一列的位线和源极线相连；

所述计算辅助单元还包括N+1条平行的计算控制线，所述计算控制线与所述电压控制线垂直交叉分布；每条所述计算控制线还连接一个储存电容，分别为C₀-C_N，均与所述自旋存算单元的源极线相连并接地，用于保存临时数据；每条所述计算控制线还连接一个控制开关，所述控制开关分别为S_M0-S_MN，并分别设置于所述储存电容与电压源VDD之间，用于控制待处理数据的引入；每两条所述计算控制线之间设置控制开关，分别为S_D1-S_DN，用于控制相邻计算控制线之间的分压；

所述计算辅助单元还包括总开关S₀，设置于所述自旋存算单元的位线与所述计算辅助单元之间，用于控制计算辅助单元的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的一种存算一体装置，其特征在于，还包括：控制模块；

所述自旋存算阵列模块与所述控制模块和所述辅助模块相连，所述控制模块与所述辅助模块相连；

所述自旋存算阵列模块用于数据的存储与计算；

所述控制模块用于提供完成数据存储与计算所需要的指令；

所述辅助模块用于提供相应的输入输出接口和计算所需要的外部电路，辅助所述自旋存算阵列模块进行数据的存储与计算。

3.根据权利要求2所述的一种存算一体装置，其特征在于，所述控制模块包括信号控制单元、写入控制单元、计算控制单元和读出控制单元；

所述信号控制单元，用于接收外部控制器提供的使能信号、地址信号和时钟控制信号，判断使能信号的类型，若使能信号为高电平信号，则结束控制；若使能信号为低电平信号，则通过一串行时钟数据线接收外部控制器发送的时钟控制信号，通过地址总线接收外部控制器发送的地址信号；

所述计算控制单元与计算辅助单元相连，响应于控制命令中的计算指令，基于地址信号控制自旋存算阵列模块对待处理数据进行计算，产生计算结果；

所述写入控制单元，响应于控制命令中的写入指令，基于地址信号控制自旋存算阵列模块对待处理数据进行数据的写入或擦除；

所述读出控制单元，响应于控制命令中的读取指令，基于地址信号对自旋存算阵列模块中的数据进行读取，得到读取数据。

4.根据权利要求3所述的一种存算一体装置，其特征在于，所述辅助模块还包括行列译码器单元、寄存器单元和接口单元，且均与所述自旋存算阵列模块相连；

所述行列译码器单元与所述信号控制单元连接，用于根据接收到的地址信号，选择相应的自旋存储阵列中的存储单元；

所述寄存器单元，与所述接口单元相连，用于寄存接收到的数据并通过接口进行输出；

所述接口单元，用于作为数据完成输入和输出的接口。