一种2T动态随机存储器单元多值写入电路及方法技术

本说明书实施例提供了一种2T动态随机存储器单元多值写入电路及方法，其中，电路包括：2T1C存储模块，由多个2T1C动态随机存储器单元组成，用于存储数据；字线输入驱动电路，与2T1C存储模块连接，用于控制写字线WWL或读字线RWL的导通状态；电流写驱动电路，连接在2T1C存储模块之后，用于将写位线WBL和读位线RBL形成二极管形式，向选中的2T1C动态随机存储器单元写入数据；多路选择器，连接在2T1C存储模块之后，用于在读出阶段选择读位线RBL；数据读出电路，连接在多路选择器之后，用于在读出阶段将多路选择器选择的读位线RBL进行电压钳位，读取电流输出；地址和时序控制电路，与字线输入驱动电路、电流写驱动电路、多路选择器及数据读出电路连接。电路连接。电路连接。

【技术实现步骤摘要】
一种2T动态随机存储器单元多值写入电路及方法


[0001]本文件涉及集成电路
，尤其涉及一种2T动态随机存储器单元多值写入电路及方法。

技术介绍

[0002]随着人工智能的迅速发展，算法的参数量呈指数式增长，传统的计算方式芯片算力密度较低，且单个存储设备的性能提升速度仍然无法赶上处理器和网络的提升速度，因此使用单个单元存储多值数据成为新的研究热点，以有效提高硬件的存储密度及算力密度。
[0003]相关技术中，需要解决多比特电压写入数据不准确与功耗较大的问题，使用以Flash为代表的非易失存储器能够相对容易做存内电路，能够通过编程方式校准工艺偏差，但综合表现能力一般；动态随机存储器也是一种非易失存储器，在操作功耗、集成密度及工艺兼容性上都表现出了巨大潜力，且目前研究中并未出现基于动态随机存储器的存内计算产品。
[0004]综合上面该
发展状况分析，现有技术方案中缺少使用动态随机存储器存储多值的电路及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种2T动态随机存储器单元多值写入电路及方法，旨在解决现有技术中的上述问题。
[0006]根据本公开实施例的第一方面，本专利技术提供一种2T动态随机存储器单元多值写入电路，包括：
[0007]2T1C存储模块，由多个2T1C动态随机存储器单元组成，用于通过多个2T1C动态随机存储器单元存储数据；
[0008]字线输入驱动电路，与2T1C存储模块连接，用于控制2T1C存储模块中写字线WWL或读字线RWL的导通状态以实现数据的写入或读出操作；
[0009]电流写驱动电路，连接在2T1C存储模块之后，用于将选中的2T1C动态随机存储器单元所在列的写位线WBL和读位线RBL形成二极管形式，在写入阶段通过模数转换器C
‑
DAC向选中的2T1C动态随机存储器单元写入数据；
[0010]多路选择器，连接在2T1C存储模块之后，用于在读出阶段选择要进行数据读取的2T1C动态随机存储器单元所在的读位线RBL；
[0011]数据读出电路，连接在多路选择器之后，用于在读出阶段将多路选择器选择的读位线RBL进行电压钳位，在读位线RBL端口读取电流输出；
[0012]地址和时序控制电路，与字线输入驱动电路、电流写驱动电路、多路选择器、及数据读出电路连接，用于控制字线输入驱动电路、电流写驱动电路、多路选择器及数据读出电路的地址和时序。
[0013]根据本公开实施例的第二方面，本专利技术提供一种2T动态随机存储器单元多值写入方法，包括：
[0014]通过2T1C存储模块中多个2T1C动态随机存储器单元存储数据；
[0015]通过字线输入驱动电路控制2T1C存储模块中写字线WWL或读字线RWL的导通状态以实现数据的写入或读出操作；
[0016]通过电流写驱动电路将选中的2T1C动态随机存储器单元所在列的写位线WBL和读位线RBL形成二极管形式，在写入阶段通过模数转换器C
‑
DAC向选中的2T1C动态随机存储器单元写入数据；
[0017]通过多路选择器在读出阶段选择要进行数据读取的2T1C动态随机存储器单元所在的读位线RBL；
[0018]通过数据读出电路在读出阶段将多路选择器选择的读位线RBL进行电压钳位，在读位线RBL端口读取电流输出；
[0019]通过地址和时序控制电路用于控制字线输入驱动电路、电流写驱动电路、多路选择器及数据读出电路的地址和时序。
[0020]本专利技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：提供一种2T动态随机存储器单元多值写入电路及方法，将电路中的读写电路解耦，并使二极管工作在亚阈值状态，实现动态随机存储器的多值写入提升了存储性能，减少了数据在写入和读出阶段发生的错误，降低了计算功耗。
[0021]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术实施例的2T动态随机存储器单元多值写入电路的示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例的电流写驱动电路的示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例的多值写入电路波形的示意图；
[0026]图4是本专利技术实施例的电流输出裕度仿真的示意图；
[0027]图5是本专利技术实施例的多值写入电路线性度仿真的示意图；
[0028]图6是本专利技术实施例的2T动态随机存储器单元多值写入方法的流程图。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0030]装置实施例
[0031]根据本专利技术实施例，提供了一种2T动态随机存储器单元多值写入电路，图1是本专利技术实施例的2T动态随机存储器单元多值写入电路的示意图，如图1所示，根据本专利技术实施例的2T动态随机存储器单元多值写入电路具体包括：
[0032]2T1C存储模块10，由多个2T1C动态随机存储器单元组成，用于通过多个2T1C动态随机存储器单元存储数据。
[0033]2T1C存储模块10中横向交替分布有多组写字线WWL和读字线RWL，纵向交替分布有多组写位线WBL和读位线RBL，每组字线和位线形成的网格上设置有一个2T1C动态随机存储器单元，每个2T1C动态随机存储器单元上设置有一个存储电容SN。
[0034]字线输入驱动电路12，与2T1C存储模块10连接，用于控制2T1C存储模块10中写字线WWL或读字线RWL的导通状态以实现数据的写入或读出操作，在写入阶段字线，输入驱动电路12将选中的2T1C动态随机存储器单元打开，在写入阶段结束后，输入驱动电路12关闭写入二极管的通道。
[0035]电流写驱动电路14，连接在2T1C存储模块10之后，用于将选中的2T1C动态随机存储器单元所在列的写位线WBL和读位线RBL形成二极管形式，在写入阶段通过模数转换器C
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DAC向选中的2T1C动态随机存储器单元写入数据。
[0036]电流写驱动电路14包括多组电流写驱动，每组电流写驱动包括均衡器EQ和模数转换器C
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DAC，均衡器EQ跨接在写位线WBL和读位线RBL之间，模数转换器C
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2T动态随机存储器单元多值写入电路，其特征在于，包括：2T1C存储模块，由多个2T1C动态随机存储器单元组成，用于通过所述多个2T1C动态随机存储器单元存储数据；字线输入驱动电路，与所述2T1C存储模块连接，用于控制所述2T1C存储模块中写字线WWL或读字线RWL的导通状态以实现数据的写入或读出操作；电流写驱动电路，连接在所述2T1C存储模块之后，用于将选中的2T1C动态随机存储器单元所在列的写位线WBL和读位线RBL形成二极管形式，在写入阶段通过模数转换器C
‑
DAC向所述选中的2T1C动态随机存储器单元写入数据；多路选择器，连接在所述2T1C存储模块之后，用于在读出阶段选择要进行数据读取的2T1C动态随机存储器单元所在的读位线RBL；数据读出电路，连接在所述多路选择器之后，用于在读出阶段将所述多路选择器选择的读位线RBL进行电压钳位，在读位线RBL端口读取电流输出；地址和时序控制电路，与所述字线输入驱动电路、所述电流写驱动电路、所述多路选择器及所述数据读出电路连接，用于控制所述字线输入驱动电路、所述电流写驱动电路、所述多路选择器及所述数据读出电路的地址和时序。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述2T1C存储模块中横向交替分布有多组写字线WWL和读字线RWL，纵向交替分布有多组写位线WBL和读位线RBL，每组字线和位线形成的网格上设置有一个所述2T1C动态随机存储器单元，每个2T1C动态随机存储器单元上设置有一个存储电容SN。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流写驱动电路包括多组电流写驱动，每组所述电流写驱动包括均衡器EQ和模数转换器C
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DAC，所述均衡器EQ跨接在所述写位线WBL和所述读位线RBL之间，模数转换器C
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CAD与所述写位线WBL直接连接，其中，组数与所述2T1C存储模块纵向组数保持一致。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电流写驱动电路具体用于：使用所述均衡器EQ将选中的2T1C动态随机存储器单元所在的写位线WBL和读位线RBL短接，形成二极管形式，通过所述模数转换器C
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DAC得到写入电流，向所述2T1C动态随机存储器单元写入数据，写入的数据存储在存储电容SN上，所述写入电流在所述存储电容SN得到自适应的电压。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述二极管根据通...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦春萌，李智，李伟增，叶望，王琳方，安俊杰，高行行，郭婧蕊，徐丽华，汪令飞，杨冠华，李泠，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：