存储单元、存储单元阵列及操作存储单元的方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种存储单元，包括存储电路和乘法电路。乘法电路包括被配置为输出输出信号的输出节点、第一晶体管和初始化电路。第一晶体管连接输出节点与存储电路，并且被配置为接收至少第二信号。初始化电路通过输出节点连接至第一晶体管，并且被配置为响应于至少第三信号或第四信号来初始化乘法电路。存储电路被配置为存储第一存储节点的第一信号的第一值。乘法电路连接存储电路。乘法电路被配置为响应于第一信号和第二信号产生输出信号。输出信号对应于第一信号和第二信号的乘积。本发明专利技术的实施例还提供了一种存储单元阵列。本发明专利技术的实施例还提供了一种操作存储单元的方法。的方法。的方法。

【技术实现步骤摘要】
存储单元、存储单元阵列及操作存储单元的方法


[0001]本公开的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及存储单元、存储单元阵列及存储单元的操作方法。

技术介绍

[0002]人工智能领域的最新发展已经产生了各种产品和/或应用，包括但不限于语音识别、图像处理、机器学习、自然语言处理等。此类产品和/或应用程序通常使用神经网络来处理大量数据以用于学习、训练、认知计算等。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个方面提供了一种存储单元，包括：存储电路，被配置为存储第一存储节点的第一信号的第一值；乘法电路，连接至所述存储电路，所述乘法电路被配置为响应于所述第一信号和第二信号产生输出信号，所述输出信号对应于所述第一信号和所述第二信号的乘积，所述乘法电路包括：输出节点，被配置为输出所述输出信号；第一晶体管，连接至所述输出节点和所述存储电路，并且被配置为至少接收所述第二信号；和初始化电路，通过所述输出节点连接至所述第一晶体管，并且被配置为响应于至少第三信号或第四信号来初始化所述乘法电路。
[0004]本专利技术的另一个方面提供了一种存储单元阵列，包括：第一组存储电路，被配置为存储权重数据，所述第一组存储电路包括：第一存储电路，被配置为存储第一存储节点的第一信号的第一权重值；第一组乘法电路，被配置为在所述权重数据和输入数据之间执行存内计算(CIM)操作，所述第一组乘法电路包括：第一乘法电路，连接至所述第一存储电路，所述第一乘法电路被配置为响应于所述第一信号和所述第二信号产生输出信号，所述输出信号对应于所述第一信号和所述第二信号之间的存内计算的乘积运算，所述第一乘法电路包括：第一输出节点，被配置为输出所述输出信号；第一晶体管，连接至所述第一输出节点和所述第一存储电路，并且被配置为至少接收所述第二信号；和初始化电路，通过所述第一输出节点连接至所述第一晶体管，并且被配置为响应于至少第三信号或第四信号来初始化所述第一乘法电路，其中，所述第一组乘法电路中的每个乘法电路对应于所述第一组存储电路中的每个存储电路。
[0005]本专利技术的又一个方面提供了一种操作存储单元的方法，所述方法包括：执行所述存储单元的写入操作，所述存储单元包括存储电路和乘法电路，执行所述存储单元的所述写入操作包括：将第一信号的第一值存储在所述存储电路的第一存储节点中，所述第一信号对应于第一权重；通过所述乘法电路在所述第一信号和所述第二信号之间执行存内计算(CIM)操作，所述乘法电路包括第一晶体管和初始化电路，其中，在所述第一信号和所述第二信号之间执行所述存内计算操作包括：响应于至少第三信号或第四信号，通过所述初始化电路初始化所述乘法电路的输出信号；和响应于至少第二信号，在所述存储电路的感测阶段期间，由所述第一晶体管设置所述输出信号。
附图说明
[0006]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本公开的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。
[0007]图1是根据一些实施例的存储器件的框图。
[0008]图2A是根据一些实施例的存储器件的示意图。
[0009]图2B是根据一些实施例的神经网络的示意图。
[0010]图2C是根据一些实施例的集成电路(IC)器件的示意图。
[0011]图3是根据一些实施例的存储单元的电路图。
[0012]图4是根据一些实施例的存储单元的电路图。
[0013]图5A是根据一些实施例的图5C所示的存储单元阵列的真值表。
[0014]图5B至图5C是根据一些实施例的存储单元阵列的对应图。
[0015]图5D至图5E是根据一些实施例的图5B至图5C所示的存储单元阵列的对应波形图。
[0016]图6是根据一些实施例的存储单元的电路图。
[0017]图7A是根据一些实施例的操作电路的方法的流程图。
[0018]图7B是根据一些实施例的操作电路的方法的流程图。
具体实施方式
[0019]本公开提供了用于实现本公开的不同特征的许多不同的实施例或示例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本公开。诸如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本公开可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0020]而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。
[0021]根据一些实施例，存储单元阵列包括多个存储单元。在一些实施例中，多个存储单元中的每个存储单元均包括存储电路和乘法电路。
[0022]在一些实施例中，乘法电路连接至存储电路。
[0023]在一些实施例中，存储电路被配置为存储第一存储节点的第一信号的第一值。
[0024]在一些实施例中，乘法电路被配置为响应于第一信号和第二信号产生输出信号。在一些实施例中，输出信号对应于第一信号和第二信号的乘积。在一些实施例中，输出信号由第一信号和第二信号之间的存内计算(CIM，computing
‑
in
‑
memory)操作生成。
[0025]在一些实施例中，乘法电路包括被配置为输出输出信号的输出节点、第一晶体管和初始化电路。
[0026]在一些实施例中，第一晶体管连接至输出节点和存储电路。在一些实施例中，第一晶体管被配置为至少接收第二信号。
[0027]在一些实施例中，初始化电路通过输出节点连接至第一晶体管。在一些实施例中，初始化电路被配置为至少响应于第三信号或第四信号来初始化乘法电路。
[0028]在一些实施例中，存储单元阵列是被配置为执行CIM操作的CIM宏的部分，CIM操作可用于神经网络应用以及其他应用。在一些实施例中，在存储单元阵列中的每个存储单元内包含乘法电路使得可以减少CIM宏的乘法电路中的晶体管的数量，从而与其他方法相比减小CIM宏的大小。
[0029]图1是根据一些实施例的存储器件100的框图。存储器件是一种集成电路(IC)器件。在至少一个实施例中，存储器件是单独的IC器件。在一些实施例中，存储器件被包括作为更大IC器件的部分，该IC器件包括除了存储器件之外的用于其他功能的电路。
[0030]存储器件100包括存储宏110和存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储单元，包括：存储电路，被配置为存储第一存储节点的第一信号的第一值；乘法电路，连接至所述存储电路，所述乘法电路被配置为响应于所述第一信号和第二信号产生输出信号，所述输出信号对应于所述第一信号和所述第二信号的乘积，所述乘法电路包括：输出节点，被配置为输出所述输出信号；第一晶体管，连接至所述输出节点和所述存储电路，并且被配置为至少接收所述第二信号；和初始化电路，通过所述输出节点连接至所述第一晶体管，并且被配置为响应于至少第三信号或第四信号来初始化所述乘法电路。2.根据权利要求1所述的存储单元，其中，被配置为初始化所述乘法电路的所述初始化电路包括：所述初始化电路还被配置为在所述存储电路的初始化阶段期间至少响应于所述第三信号或所述第四信号来设置所述输出信号。3.根据权利要求2所述的存储单元，其中，所述初始化电路包括：第一类型的第二晶体管，所述第二晶体管包括：第一源/漏极端子，连接至所述输出节点和所述第一晶体管；第二源/漏极端子，连接至参考电压源，所述参考电压源具有对应于所述第三信号的参考电压；和第一栅极端子，被配置为接收所述第四信号。4.根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述第一晶体管还被配置为在所述存储电路的感测阶段期间至少响应于所述第二信号来设置所述输出信号。5.一种存储单元阵列，包括：第一组存储电路，被配置为存储权重数据，所述第一组存储电路包括：第一存储电路，被配置为存储第一存储节点的第一信号的第一权重值；第一组乘法电路，被配置为在所述权重数据和输入数据之间执行存内计算(CIM)操作，所述第一组乘法电路包括：第一乘法电路，连接至所述第一存储电路，所述第一乘法电路被配置为响应于所述第一信号和所述第二信号产生输出信号，所述输出信号对应于所述第一信号和所述第二信号之间的存内计算的乘积运算，所述第一乘法电路包括：第一输出节点，被配置为输出所述输出信号；第一晶体管，连接至所述第一输出节点和所述第一存储电路，并且被配置为至少接收所述第二信号；和初始化电路，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：林弘璋，李嘉富，史毅骏，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：