[发明专利]基于忆阻器交叉阵列的低功耗加权求和电路

权利要求书

1.一种基于忆阻器交叉阵列的低功耗加权求和电路，其特征在于，由一传统基于阻变类型存储器交叉阵列的加权求和电路，和一个电流采样电路构成；其工作分为两个阶段，第一阶段是预充电，第二阶段是加权求和和电流采样；

所述的阻变类型存储器，具有两端结构，是相变存储器、铁电存储器、磁存储器、阻变存储器或其他任何用阻值高低表征逻辑值的存储器；阻变类型存储器的交叉阵列是由若干水平方向的互连线和若干竖直方向的互连线互相交叉构成，每个交叉处有一个阻变类型存储器单元，该阻变类型存储器单元的两端中，一端连接水平方向的互连线，另一端连接竖直方向的互连线；加权求和操作的输入电压施加在阻变类型存储器的交叉阵列的水平方向互连线的一端；

所述的加权求和操作，是将一组输入电压与阻变类型存储器的交叉阵列竖直方向的一列阻变类型存储器单元的电导分别乘积，结果以电流和的形式从阻变类型存储器的交叉阵列竖直方向同一列对应的互连线输出获得。

2.根据权利要求1所述的基于忆阻器交叉阵列的低功耗加权求和电路，其特征在于，所述的电流采样电路，是一个NMOS晶体管，该NMOS晶体管的源端接地，漏端连接阻变类型存储器的交叉阵列竖直方向一个互连线，栅端通过一个开关连接漏端；所述开关，在求和电路工作的第一阶段关断，在第二阶段刚开始关断，然后连通，最后再关断。

3.根据权利要求1所述的基于忆阻器交叉阵列的低功耗加权求和电路，其特征在于，所述的电流采样电路，包括：一个开关，第一个NMOS晶体管和第二个NMOS晶体管，其中，开关的一端和第一个NMOS晶体管的漏极连接交叉阵列竖直方向的互连线，开关的另一端连接第一个NMOS晶体管和第二个NMOS晶体管的栅极，第一个NMOS晶体管的源极接地，第二个NMOS晶体管的源极和漏极都接地；

所述的低功耗加权求和电路，其工作过程分为两步：第一步，开关关闭，即处于连通状态，交叉阵列加权求和的电流和流入第一个NMOS晶体管的漏极，同时第一个NMOS晶体管的栅极和第二个NMOS晶体管的栅极电压相应升高；第二步，开关打开，即处于断开状态，第一个NMOS晶体管的栅极和第二个NMOS晶体管的栅极电压保持一段时间，表征电流和的大小，即实现电流采样。

4. 根据权利要求1所述的基于忆阻器交叉阵列的低功耗加权求和电路，其特征在于，所述的电流采样电路，包括：第一个NMOS晶体管，用作选通，一个放大器和第二个NMOS晶体管， 一个开关，第三个NMOS晶体管和第四个NMOS晶体管，其中，第一个NMOS晶体管的漏极连接交叉阵列垂直方向额互连线，第一个NMOS晶体管的栅极连接选通信号，第一个NMOS晶体管的源极连接放大器的正向输入端和第二个NMOS晶体管的漏极，放大器的负向输入端连接一个参考电压，放大器的输出连接第二个NMOS晶体管的栅极，第二个NMOS晶体管的源极连接开关的一端和第三个NMOS晶体管的漏极，开关的另一端连接第三个NMOS晶体管和第四个NMOS晶体管的栅极，第三个NMOS晶体管的源极接地，第四个NMOS晶体管的源极和漏极都接地；

所述的低功耗加权求和电路，其工作过程分为两步：第一步，第一个NMOS晶体管的栅极接高电平，处于选通状态，同时，开关关闭从而处于连通状态，交叉阵列加权求和的电流和依次流经第一个NMOS晶体管、第二个NMOS晶体管和第三个NMOS晶体管的漏极和源极，同时第三个NMOS晶体管的栅极和第四个NMOS晶体管的栅极电压相应升高；第二步，开关打开，即处于断开状态，第一个NMOS晶体管的栅极和第二个NMOS晶体管的栅极电压保持一段时间，表征电流和的大小；之后关断第一个NMOS选通管，从而实现电流采样。