[发明专利]汉明距离计算方法、芯片和设备

说明书

本申请实施例提供一种计算字符串的汉明距离的方法、及汉明距离计算芯片和设备，所述芯片包括n个运算单元，每个运算单元中包括负极相连的两个忆阻器，其电阻都处于第一阻值，所述方法包括：获取第一字符串和第二字符串；对于任意一个字符对，将该字符对中的两个字符对应的预设电位分别输入该字符对对应的运算单元的两个忆阻器的正极，其中对不同字符预设的电位之差大于使忆阻器由第一阻值阻变的阈值电压的2倍；对所述n个运算单元中的各个忆阻器施加读取电压，所述读取电压使得不改变各个忆阻器的阻值、并在各个忆阻器中产生电流；基于所述n个运算单元中的各个忆阻器中的电流，确定第一字符串与第二字符串的汉明距离。该方法节约了功耗和延时。

技术领域

本申请涉及汉明距离计算技术领域，具体涉及一种汉明距离计算方法、芯片和设备。

背景技术

在信息论中，两个等长字符串之间的汉明距离是两个字符串对应位置的不同字符的个数。 传统的汉明距离计算方法包括通过软件或硬件计算的方法。其中，在通过程序计算两个字符 串的汉明距离时，通过对两个字符串的每个字符依次进行异或计算，并将异或计算的结果相 加，以获取两个字符串的汉明距离。在字符串的位数非常多的情况中，在进行上述计算过程 中，需要进行多次循环计算，并且在存储器与处理器之间进行大量数据的传输。当前用于计 算汉明距离的硬件电路例如包括基于互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的异或(exclusive OR，XOR)门电路。该电路包括多个CMOS，其中 每个CMOS包括N型金属氧化物半导体(N Metal OxideSemiconductor,NMOS)晶体管和P型金 属氧化物半导体(P Metal Oxide Semiconductor,PMOS)晶体管，并且电路结构复杂，功耗大， 计算时间长。

因此，需要一种更有效的汉明距离计算方案。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种更有效的汉明距离电路及基于其的汉明距离计算方法，以解 决现有技术中的不足。

为实现上述目的，本申请一方面提供一种计算字符串的汉明距离的方法，应用于汉明距 离计算芯片，所述汉明距离计算芯片包括n个运算单元，每个运算单元中包括负极相连的两 个忆阻器，所述两个忆阻器的电阻都处于第一阻值，其中n≥1，所述方法包括：获取第一字 符串和第二字符串，所述第一字符串和第二字符串相同位上的两个字符构成一个字符对，所 述字符对的个数等于n，且一个字符对对应一个运算单元；对于任意一个字符对，将该字符 对中的两个字符对应的预设电位分别输入该字符对对应的运算单元的两个忆阻器的正极，其 中，当所述两个字符不同时，两个字符对应的预设电位的差值大于使所述忆阻器由所述第一 阻值转换为第二阻值的阈值电压的2倍；对所述n个运算单元中的各个忆阻器施加读取电压， 所述读取电压使得不改变各个忆阻器的阻值、并在各个忆阻器中产生电流；基于所述n个运 算单元中的各个忆阻器中的电流，确定第一字符串与第二字符串的汉明距离。

在该方法中，使用两个忆阻器构成一位汉明距离运算核，所需器件数少，电路结构简单， 以电压信号为输入，利用忆阻器的阻态改变来实现运算操作，并通过忆阻器的电阻态存储运 算结果。并且，利用多个运算核同时对多位数据并行运算，能够极大地提高信息处理的速度， 无需额外的数据传输与存储，节约了计算功耗和计算时间。

在一种实施方式中，所述对所述n个运算单元中的各个忆阻器施加读取电压包括，控制 所述n个运算单元中的各个忆阻器并联，以对各个忆阻器施加读取电压。

在一种实施方式中，各个运算单元中的两个忆阻器的负极通过该运算单元中的输出线相 连，各个运算单元中还包括开关元件；所述控制所述n个运算单元中的各个忆阻器并联包括： 控制所述n个运算单元的开关元件闭合，使所述多个运算单元各自的输出线连接；

所述基于所述n个运算单元中的各个忆阻器中的电流，确定第一字符串与第二字符串的 汉明距离包括：读取所述输出线上的电流，并根据所读取的电流确定所述第一字符串与所述 第二字符串之间的汉明距离。