[发明专利]一种带正负计算的存内计算单元、阵列及装置有效

专利信息
申请号: 202111575250.4 申请日: 2021-12-22
公开(公告)号: CN113971971B 公开(公告)日: 2022-05-20
发明(设计)人: 乔树山;陶皓;尚德龙;周玉梅 申请(专利权)人: 中科南京智能技术研究院
主分类号: G11C11/417 分类号: G11C11/417;G06N3/063;G06F7/544
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 赵兴华
地址: 211100 江苏省南京市江宁*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 正负 计算 单元 阵列 装置
【权利要求书】:

1.一种带正负计算的存内计算单元,其特征在于,所述存内计算单元包括:

符号位计算单元和4个数据位计算单元;

所述符号位计算单元包括6T SRAM存储单元、开关管M8和开关管M9;开关管M8的第一端和6T SRAM存储单元内的连接点Q连接,开关管M9的第一端和6T SRAM存储单元内的连接点Q'连接,开关管M8的第二端和开关管M9的第二端连接;开关管M8的第二端和开关管M9的第二端用于输出第三符号;开关管M8的第三端用于输入第一符号,开关管M9的第二端用于输入第二符号;所述第一符号为数据符号wlp;所述第二符号为权重符号wln;所述第三符号为数据符号wlp与权重符号wln计算后输出的符号Sign;

第i个数据位计算单元包括6T SRAM存储单元和开关管M7;开关管M7的第一端与6TSRAM存储单元内的连接点Q'连接,开关管M7的第二端用于输入脉冲信号In,开关管M7的第三端用于输出计算后的脉冲信号Rbli;其中,i为大于或等于1,且小于或等于4的正整数。

2.根据权利要求1所述的带正负计算的存内计算单元,其特征在于,所述6T SRAM存储单元包括:

开关管M1、开关管M2、开关管M5、开关管M6、开关管M3和开关管M4;

开关管M1的第一端和开关管M2的第一端均与电源VDD连接,开关管M1的第二端、开关管M5的第二端、开关管M2的第三端和开关管M6的第三端均与Q'点连接,开关管M2的第二端、开关管M6的第二端、开关管M1的第三端和开关管M5的第三端均与Q点连接,开关管M5的第一端和开关管M6的第一端均与公共端VSS连接,开关管M3的第二端和开关管M4的第二端均与字线连接,开关管M3的第三端与Q点连接,开关管M3的第一端与位线连接,开关管M4的第一端与Q'点连接,开关管M4的第三端与反位线连接。

3.一种带正负计算的存内计算阵列,其特征在于,所述阵列包括:

B个权利要求1-2中任一所述的存内计算单元和4个电容均压单元;

第i个存内计算单元包括:1个字线输入端、5个位线输入端、5个反位线输入端、1个符号输出端、1个数据输入端和4个脉冲信号输出端;所述字线输入端用于输入字线WLi-1,第j个位线输入端用于输入位线BLj,第j个反位线输入端用于输入第j个反位线BLBj,所述符号输出端用于输出符号Sign,所述数据输入端用于输入原始数据,第k个脉冲信号输出端用于输出计算后的脉冲信号Rblk;其中,j为大于或等于1,且小于或等于5的正整数;k为大于或等于1,且小于或等于4的正整数,所述原始数据包括数据符号wlp、权重符号wln和脉冲信号In;

第k个电容均压单元包括:开关管Tk、电容C2k-1、电容C2k、开关管S0、开关管S1、开关管S2和开关管S3;开关管Tk的一端与各存内计算单元的第k个脉冲信号输出端连接,开关管Tk的另一端分别与开关管S0的一端和开关管S1的一端连接,开关管S0的另一端与电容C2k-1的一端连接,电容C2k-1的另一端接地,开关管S1的另一端分别与开关管S2的一端和开关管S3的一端连接,开关管S2的另一端与电容C2k的一端连接,电容C2k的另一端接地,开关管S3的另一端输出均压后的脉冲信号Rblk。

4.根据权利要求3所述的带正负计算的存内计算阵列,其特征在于,所述存内计算单元的个数B为16。

5.一种带正负计算的存内计算装置,其特征在于,所述装置包括:

第一字线驱动模块、第二字线驱动模块、位线驱动模块、输入和控制模块、乘累加读出计算模块和8个权利要求3-4任一项所述的存内计算阵列;

各所述存内计算阵列分别与所述第一字线驱动模块、所述位线驱动模块、所述输入和控制模块和乘累加读出计算模块连接;或各所述存内计算阵列分别与所述第二字线驱动模块、所述位线驱动模块、所述输入和控制模块和乘累加读出计算模块连接。

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