[發明專利]一種多位存算裝置

有效

• 申請號: 202110853570.5
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113296734B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 喬樹山;陶皓;尚德龍;周玉梅
• 申請（專利權）人: 中科南京智能技術研究院
• 主分類號: G06F7/523
• 分類號: G06F7/523;G06N3/04;G06N3/063
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種多位存算裝置，其特征在于，包括：存算單元陣列模塊、輸入驅動器、讀寫位線驅動模塊、行解碼器、均壓模塊以及乘累加讀出控制模塊；

所述存算單元陣列模塊分別與輸入驅動器、讀寫位線驅動模塊、行解碼器以及均壓模塊連接；所述均壓模塊與所述乘累加讀出控制模塊連接；

所述輸入驅動器用于輸入數據，控制輸入位線上的數據，根據輸入位線上的數據與存儲陣列中存的權重進行計算；所述輸入位線包括：RWLL-L，RWLL-H，RWLH-L以及RWLH-H；

所述行解碼器用于通過輸出的字線WL控制權重的存儲以及對權重的選擇；

所述讀寫位線驅動模塊用于通過輸出的位線BL和BLB實現權重的存儲以及讀出；

所述存算單元陣列模塊用于根據權重進行存儲和計算，得到輸出結果；

所述均壓模塊用于將所述輸出結果進行電荷共享；

所述乘累加讀出控制模塊用于輸出電荷共享后的計算結果。

2.根據權利要求1所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述存算單元陣列模塊包括：16*4個乘累加單元；

所述乘累加單元用于根據權重進行存儲和計算，得到所述輸出結果。

3.根據權利要求2所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述乘累加單元包括：存儲子單元以及計算子單元；

所述存儲子單元用于對所述權重進行存儲；

所述計算子單元與所述存儲子單元連接；所述計算子單元用于根據所述權重進行計算。

4.根據權利要求3所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述存儲子單元包括：管M1、管M2、管M3、管M4、反相器以及高電平；

管M1的源極與管M2的源極均與高電平連接，管M1的漏極分別與管M3的漏極、反相器的輸入端以及管M2的柵極連接，管M2的漏極分別與管M4的漏極以及管M1的柵極連接，M3的柵極和管M4的柵極均與字線WL連接，管M4的源極與位線BL連接，M3的源極與位線BLB連接。

5.根據權利要求4所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述計算子單元包括：管M5、管M6、管M7、管M8、管M9、管M10、管M11以及管M12；

管M5和管M6的柵極均與反相器的輸出端連接，管M5和管M6的漏極均接地，管M5的源極與所述管M7的源極連接，管M6的源極與管M8的源極連接，管M7的柵極與RWLL-L連接，管M7的漏極與ROBL連接，管M8的柵極與RWLL-H連接，管M8的漏極與ROBH連接，

管M9和管M10的柵極均與管M2的漏極連接，管M9和管M10的漏極均接地，管M9的源極與管M11的源極連接，管M10的源極與管M12的源極連接，管M11的柵極與RWLH-L連接，管M11的漏極與ROL連接，管M12的柵極與RWLH-H連接，管M12的漏極與ROH。

6.根據權利要求2所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述均壓模塊包括：多個均壓子單元，每個均壓子單元位于一列乘累加單元與乘累加讀出控制模塊之間。

7.根據權利要求6所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述均壓子單元包括第一均壓結構、第二均壓結構、第三均壓結構、第四均壓結構、第五均壓結構、第六均壓結構、第七均壓結構以及第八均壓結構；

第一均壓結構和第二均壓結構在ROBH上串聯，第三均壓結構與第四均壓結構在ROBL上串聯，第五均壓結構和第六均壓結構在ROL上串聯，第七均壓結構以及第八均壓結構在ROH上串聯。

8.根據權利要求7所述的一種多位存算裝置，其特征在于，所述第一均壓結構包括：電容C0、開關S0以及開關S1；電容C0的一端與開關S0連接，電容C0的另一端接地，所述開關S0的另一端與ROBH連接；開關S1分別與開關S0的另一端以及第二均壓結構連接；所述第二均壓結構包括：電容C1、開關S2以及開關S3；電容C1的一端與開關S2連接，電容C1的另一端接地，所述開關S2的另一端與所述開關S1的另一端連接，所述S3分別與開關S2的另一端以及乘累加讀出控制模塊連接；

所述第三均壓結構包括：電容C2、開關S00以及開關S10；電容C2的一端與開關S00連接，電容C2的另一端接地，所述開關S00的另一端與ROBL連接；開關S10分別與開關S00的另一端以及第四均壓結構連接；

所述第四均壓結構包括：電容C3、開關S20以及開關S30；電容C3的一端與開關S20連接，電容C3的另一端接地，所述開關S20的另一端與所述開關S10的另一端連接，所述S30分別與開關S20的另一端以及乘累加讀出控制模塊連接；

所述第五均壓結構包括：電容C4、開關S01以及開關S11；電容C4的一端與開關S01連接，電容C4的另一端接地，所述開關S01的另一端與ROL連接；開關S11分別與開關S01的另一端以及第六均壓結構連接；

所述第六均壓結構包括：電容C5、開關S21以及開關S31；電容C5的一端與開關S21連接，電容C5的另一端接地，所述開關S21的另一端與所述開關S11的另一端連接，所述S31分別與開關S21的另一端以及乘累加讀出控制模塊連接；

所述第七均壓結構包括：電容C6、開關S02以及開關S12；電容C6的一端與開關S02連接，電容C6的另一端接地，所述開關S02的另一端與ROH連接；開關S12分別與開關S02的另一端以及第八均壓結構連接；

所述第八均壓結構包括：電容C7、開關S22以及開關S32；電容C7的一端與開關S22連接，電容C7的另一端接地，所述開關S22的另一端與所述開關S12連接，所述S32分別與開關S22的另一端以及乘累加讀出控制模塊連接。