[发明专利]基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元及方法

权利要求书

1.一种基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，包括：第一MOS管M1、第二MOS管M2、相互连接的第一忆阻器RRAM1和第二忆阻器RRAM2、电阻以及电流源；

在设置的时钟信号为时钟下降沿的情况下，所述第一忆阻器RRAM1和第二忆阻器RRAM2分别输入第一控制电压和第二控制电压以呈现不同的阻性；

所述第一MOS管M1的栅极接收开关信号，漏极接收输入的计算电压，源极与所述第一忆阻器RRAM1的一端连接；

在设置的时钟信号为时钟上升沿的情况下，且计算电压大于第一MOS管M1的阈值电压，第一MOS管MI导通；

所述第二MOS管M2的栅极与所述第二忆阻器RRAM2的一端连接，源极与所述电流源的正极连接，漏极输出计算结果；

所述第一MOS管M2输出的计算电压进行分压得到节点电压，在节点电压大于第二MOS管M2的阈值电压的情况下，第二MOS管M2导通；

所述电阻的一端与第二MOS管M2的栅极连接，另一端与电源负极连接；所述电流源的负极与电源负极连接；

当第一MOS管M1接收所述开关信号后，基于所述计算电压以及第一忆阻器RRAM1和第二忆阻器RRAM2的阻性，通过第二MOS管M2输出存算一体时序同步的计算结果。

2.根据权利要求1所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，所述第一MOS管M1和第二MOS管M2均为NMOS管。

3.根据权利要求1所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，所述第一忆阻器RRAM1和第二忆阻器RRAM2相互并联或串联。

4.根据权利要求3所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，所述第一忆阻器RRAM1和第二忆阻器RRAM2的电阻的阻性包括低阻态和高阻态；

其中，所述低阻态包括极低阻和低阻，所述高阻态包括高阻和极高阻。

5.根据权利要求4所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，所述第一忆阻器RRAM1基于所述第一控制电压的高电平呈现低阻态，基于所述第一控制电压的低电平呈现高阻态；

所述第二忆阻器RRAM2基于所述第二控制电压的高电平呈现低阻态，基于所述第二控制电压的低电平呈现高阻态。

6.根据权利要求1所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，还包括：第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管、第二晶体管和第二MOS管M2共栅共源连接。

7.根据权利要求1所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元，其特征在于，所述电流源为偏置电流源或由MOS管构成的电流镜。

8.一种基于权利要求1-7任一所述的基于忆阻器的存算一体时序同步计算单元实现的基于忆阻器的存算一体时序同步计算方法，其特征在于，包括：

在设置的时钟信号为时钟下降沿的情况下，通过第一忆阻器RRAM1基于第一控制电压确认阻性，通过第二忆阻器RRAM2基于第二控制电压确认阻性；

在设置的时钟信号为时钟上升沿的情况下，输入计算电压并在所述计算电压大于第一MOS管M1的阈值电压的情况下通过所述第一MOS管M1的漏极输出计算电压；

通过所述第一忆阻器RRAM1、第二忆阻器RRAM2和电阻对所述计算电压进行分压得到节点电压以控制所述第二MOS管M2的导通；

在所述节点电压大于所述第二MOS管M2导通阈值电压的情况下，基于所述计算电压、电阻、第一忆阻器RRAM1和第二忆阻器RRAM2的阻性，通过第二MOS管M2输出存算一体时序同步的计算结果。