[发明专利]积和运算器、神经形态器件以及积和运算器的使用方法

权利要求书

1.一种积和运算器，其特征在于：

包括积运算部以及和运算部，

所述积运算部包括多个积运算元件和至少一个参考元件，

所述多个积运算元件、所述至少一个参考元件分别为电阻变化元件，

所述和运算部至少包括检测来自所述多个积运算元件的输出的合计值的输出检测器，

所述多个积运算元件分别为磁阻效应元件，所述磁阻效应元件包括：具有磁壁的第一磁化自由层；磁化方向被固定的第一磁化固定层；和由所述第一磁化自由层与所述第一磁化固定层夹持的第一非磁性层，

所述至少一个参考元件为参考磁阻效应元件，所述参考磁阻效应元件包括：不具有磁壁的第二磁化自由层或具有磁壁的第三磁化自由层；磁化方向被固定的第二磁化固定层；和由所述第二磁化固定层与所述第二磁化自由层或所述第三磁化自由层夹持的第二非磁性层，并且，所述第二磁化自由层的一个磁化方向或所述第三磁化自由层的多个磁化方向各自与所述第二磁化固定层的磁化方向所成的相对角度是固定的。

2.根据权利要求1所述的积和运算器，其特征在于：

所述至少一个参考元件包含以下参考元件中的任一者：

所述第二磁化自由层的所述一个磁化方向与所述第二磁化固定层的磁化方向为反向平行的第一参考元件；

所述第二磁化自由层的所述一个磁化方向与所述第二磁化固定层的磁化方向平行的具有所述第二磁化固定层的第二参考元件；

具有所述第三磁化自由层且设定成最大电阻值的第三参考元件；和

具有第三磁化自由层且设定成最小电阻值的第四参考元件。

3.根据权利要求1所述的积和运算器，其特征在于：

所述至少一个参考元件包含：

所述第二磁化自由层的所述一个磁化方向与所述第二磁化固定层的磁化方向为反向平行的第一参考元件或具有所述第三磁化自由层且设定成最大电阻值的第三参考元件；和

所述第二磁化自由层的所述一个磁化方向与所述第二磁化固定层的磁化方向平行的具有所述第二磁化固定层的第二参考元件或具有所述第三磁化自由层且设定成最小电阻值的第四参考元件。

4.根据权利要求2或3所述的积和运算器，其特征在于：

还包括比较部，其将来自所述多个积运算元件的输出与来自所述至少一个参考元件的输出进行比较。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的积和运算器，其特征在于：

还包括至少一个参考列，

所述至少一个参考列不包含所述多个积运算元件，包含所述至少一个参考元件。

6.根据权利要求5所述的积和运算器，其特征在于：

还包括至少一个参考输出检测器，

所述至少一个参考输出检测器分别检测来自所述至少一个参考列各自的输出。

7.根据权利要求5所述的积和运算器，其特征在于：

所述至少一个参考列包含动作用参考列和反向传播用参考列。

8.根据权利要求6所述的积和运算器，其特征在于：

所述至少一个参考列包含动作用参考列和反向传播用参考列。

9.一种积和运算器的使用方法，是权利要求6所述的积和运算器的使用方法，其特征在于：

所述积和运算器还包括故障探测部，

所述积和运算器的使用方法包含：

所述故障探测部基于由所述至少一个参考输出检测器检测出的来自所述至少一个参考列各自的输出，对由所述输出检测器检测出的来自所述多个积运算元件的输出的合计值的正常范围进行设定的正常范围设定步骤；和

所述故障探测部基于由所述输出检测器检测出的来自所述多个积运算元件的输出的合计值和所述正常范围，判断所述多个积运算元件有无故障的故障有无判断步骤。