半导体电路及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体电路及其操作方法。半导体电路的操作方法包括以下步骤：在第一时间操作存储器电路以获得第一存储器状态信号S1；第一时间之后的第二时间操作存储器电路以获得第二存储器状态信号S2；计算第一存储器状态信号S1和第二存储器状态信号S2的差异以获得状态差异信号SD；计算以得到未补偿输出数据信号OD，未补偿输出数据信号OD相关于输入数据信号ID和第二存储器状态信号S2；以及对状态差异信号SD与未补偿输出数据信号OD进行计算以获得补偿输出数据信号OD’。

【技术实现步骤摘要】
半导体电路及其操作方法
本专利技术属于集成电路
，涉及一种半导体电路及其操作方法，且特别是有关于一种类神经网络及其操作方法。
技术介绍
随着软件技术的开发，软件定义的神经网络的深度学习，通过通用的学习过程，大大提升了人工智能的能力，如图像识别，语音识别，自然语言理解和决策。一种硬件神经网络(HardwareNeuralNetworks，HNN)的出现，更进一步地降低了深度学习统的硬件尺寸、成本及功耗。HNN是由通过突触而相互连接的神经元网络组成，HNN可以有成千上万个突触，其中可以在训练期间，优化突触(synapse)的权重(weight)。
技术实现思路
本专利技术有关于一种半导体电路及其操作方法。根据本专利技术的一个方面，提出一种半导体电路的操作方法，包括以下步骤：在第一时间操作存储器电路以获得第一存储器状态信号S1；第一时间之后的第二时间操作存储器电路以获得第二存储器状态信号S2；计算第一存储器状态信号S1和第二存储器状态信号S2的差异以获得状态差异信号SD；计算以得到未补偿输出数据信号OD，未补偿输出数据信号OD相关于输入数据信号ID和第二存储器状态信号S2；以及对状态差异信号SD与未补偿输出数据信号OD进行计算以获得补偿输出数据信号OD’。根据本专利技术的另一个方面，提出一种半导体电路，包括主要存储器阵列、参考存储器阵列、存储器装置以及处理电路。存储器装置用以储存在第一时间操作参考存储器阵列所获得的第一存储器状态信号S1。处理电路用以读取在第一时间之后的第二时间时参考存储器阵列的第二存储器状态信号S2，并用以计算出未补偿输出数据信号OD。未补偿输出数据信号OD相关于输入数据信号ID和相关于主要存储器阵列在第二时间时的另一第二存储器状态信号S2。存储器装置与处理电路电性耦接。为了对本专利技术的上述和其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图详细说明如下：附图说明图1绘示根据一实施例概念的半导体电路。图2绘示根据一实施例概念的半导体电路的操作方法。图3和图4绘示根据一实施例概念的半导体电路的操作方法。图5根据实施例概念使用补偿的输出数据的半导体电路经150℃保留测试的电导范围曲线结果。图6为使用未补偿输出数据的比较例经150℃保留测试的结果。图7绘示根据另一实施例概念的半导体电路的操作方法。图8根据实施例概念使用补偿的输出数据的半导体电路经150℃保留测试的曲线结果。图9为使用未补偿输出数据的比较例经150℃保留测试的结果。【符号说明】102：处理电路；106：存储器装置；108：主要存储器阵列；110：参考存储器阵列；122：数据输入端；124：数据输出端；S552、S554、S556、S558、S560：步骤。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。图1绘示根据一实施例概念的半导体电路。图2绘示根据一实施例概念的半导体电路的操作方法。请参照图1，半导体电路包括存储器电路、处理电路102。存储器电路包括存储器装置106、主要存储器阵列108、参考存储器阵列110。存储器装置106、主要存储器阵列108与参考存储器阵列110可设置在相同芯片产品中，例如形成在一半导体芯片上。处理电路102可电性耦接在存储器装置106、主要存储器阵列108、与参考存储器阵列110之间。一实施例中，图1的半导体电路为类神经网络节点(neuralnetworknode)，多个输入数据信号ID从数据输入端122经过处理电路102处理之后成为输出数据信号送至数据输出端124。输入数据信号ID分别要相乘的突触的权重是储存在主要存储器阵列108的多个存储单元中。处理电路102可耦接在数据输入端122与数据输出端124之间。处理电路102可电性耦接在数据输入端122与数据输出端124之间。请同时参照图1与图2，半导体电路的操作方法包括步骤S552：在第一时间t1操作存储器电路以获得第一存储器状态信号S1。一实施例中，可在第一时间t1对参考存储器阵列110进行编程至一编程存储器状态，从而对参考存储器阵列110产生第一存储器状态信号S1(例如电导Gi，t1、或电导Gref，t1)。可利用处理电路102读取来自参考存储器阵列110的第一存储器状态信号S1(例如电导Gi，t1、或电导Gref，t1)，并将第一存储器状态信号S1传送至存储器装置106，从而利用存储器装置106储存第一存储器状态信号S1。一实施例中，处理电路102可对来自参考存储器阵列110的第一存储器状态信号S1(例如参考存储器阵列110的多个存储单元的电导值Gi，t1)进行运算，然后将运算后的第一存储器状态信号S1(例如电导Gref，t1)传送至存储器装置106进行储存。一实施例中，来自参考存储器阵列110的第一存储器状态信号S1为参考存储器阵列110的多个存储单元经编程之后所储存的存储单元信号(例如电导Gi，t1，i＝1、2、3…)，且处理电路102对这些存储单元信号进行运算所获得运算后的第一存储器状态信号S1(例如电导Gref，t1)小于这些存储单元状态信号(例如电导Gi，t1，i＝1、2、3…)的最大者(例如电导Gi，t1中的最大者Gmax)，并大于这些存储单元状态信号的最小者(例如电导Gi，t1中的最小者Gmin)。一实施例中，运算后的第一存储器状态信号S1(例如电导Gref，t1)为存储单元状态信号(例如电导Gi，t1，i＝1、2、3…)的算术平均数(mean)、中位数(median)、或众数(mode)。一实施例中，参考存储器阵列110和主要存储器阵列108具有相同存储器结构，因此可视编程之后的参考存储器阵列110和主要存储器阵列108为具有相同第一存储器状态，亦即，存储器装置106储存的第一存储器状态信号S1相当于是源自于主要存储器阵列108的第一存储器状态信号S1。一实施例中，可在第一时间t1同时对参考存储器阵列110和主要存储器阵列108进行编程，且编程步骤以相同的编程参数进行。一实施例中，编程步骤对参考存储器阵列110和主要存储器阵列108产生相同的第一存储器状态信号S1。然后进行步骤S554：在第一时间t1之后的第二时间t2操作存储器电路以获得第二存储器状态信号S2。可利用处理电路102读取来自参考存储器阵列110在第二时间t2时的第二存储器状态信号S2(例如电导Gi，t2、或电导Gref，t2)。一实施例中，处理电路102可对来自参考存储器阵列110的未运算的第二存储器状态信号S2(例如电导Gi，t2)进行运算，从而得到运算后的第二存储器状态信号S2(例如电导Gref，t2)。一实施例中，来自参考存储器阵列110的第二存储器状态信号S2为参考存储器阵列110的多个存储单元的存储单元信号(例如电导Gi，t2，i＝1、2、3…)，且处理电路102对这些存储单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体电路的操作方法，包括：/n在一第一时间操作一存储器电路以获得一第一存储器状态信号S1；/n该第一时间之后的一第二时间操作该存储器电路以获得一第二存储器状态信号S2；/n计算该第一存储器状态信号S1和该第二存储器状态信号S2的差异以获得一状态差异信号SD；/n计算以得到一未补偿输出数据信号OD，该未补偿输出数据信号OD相关于一输入数据信号ID和该第二存储器状态信号S2；以及/n对该状态差异信号SD与该未补偿输出数据信号OD进行计算以获得一补偿输出数据信号OD’。/n

【技术特征摘要】
20180717 US 62/698,976;20181009 US 16/154,8311.一种半导体电路的操作方法，包括：
在一第一时间操作一存储器电路以获得一第一存储器状态信号S1；
该第一时间之后的一第二时间操作该存储器电路以获得一第二存储器状态信号S2；
计算该第一存储器状态信号S1和该第二存储器状态信号S2的差异以获得一状态差异信号SD；
计算以得到一未补偿输出数据信号OD，该未补偿输出数据信号OD相关于一输入数据信号ID和该第二存储器状态信号S2；以及
对该状态差异信号SD与该未补偿输出数据信号OD进行计算以获得一补偿输出数据信号OD’。


2.根据权利要求1所述的半导体电路的操作方法，包括：
在该第一时间编程一参考存储器阵列以获得该第一存储器状态信号；以及
将该第一存储器状态信号储存于一存储器装置。


3.根据权利要求2所述的半导体电路的操作方法，其中该参考存储器阵列包括电阻式随机存取存储器(ReRAM)、相变存储器(phasechangememory)、或电桥式存储器(conductive-bridgingrandomaccessmemory)，该存储器装置包括闪存(Flashmemory)、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、或一次性编程(onetimeprogram，OTP)型存储器，其中该参考存储器阵列和该主要存储器阵列具有相同的存储器结构。


4.根据权利要求1所述的半导体电路的操作方法，包括：
读取一参考存储器阵列的多个存储单元在该第二时间时的存储单元状态信号；以及
对这些存储单元状态信号进行计算以获得该第二存储器状态信号S2。


5.根据权利要求4所述的半导体电路的操作方法，其中该第二存储器状态信号S2小于这些存...

【专利技术属性】
技术研发人员：林榆瑄，王超鸿，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71