[发明专利]数据处理装置及方法和数据处理装置的制造方法

权利要求书

1.一种数据处理装置，包括：

控制逻辑电路层，配置为控制数据的输入、输出以及数据处理流程；

存内计算电路层，配置为根据所述控制逻辑电路层的控制以及提供的数据进行特征提取以得到分类特征；以及

特征存储与计算电路层，配置为存储分类模板以及根据所述分类模板和所述存内计算电路层提供的所述分类特征进行分类；

其中，所述控制逻辑电路层、所述存内计算电路层和所述特征存储与计算电路层至少部分层叠且通过多个层间介质过孔通信。

2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述存内计算电路层包括存内计算阵列，所述存内计算阵列包括至少一个忆阻器阵列。

3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述忆阻器阵列包括多个忆阻器，所述忆阻器的材料结构包括TiN/HfAlO_x/TaO_x/TiN或TiN/HfO₂/TaO_x/TiN或TiN/HfO₂/TiN或TiN/HfZrO_x/TaO_x/TiN或TiN/HfAlZrO_x/TaO_x/TiN或TiN/SiO₂/TiN的层叠结构。

4.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述特征存储与计算电路层包括至少一个三态内容寻址存储器。

5.根据权利要求4所述的数据处理装置，其中，所述三态内容寻址存储器包括多个存储单元，每个所述存储单元包括晶体管和阻变式存储器。

6.根据权利要求5所述的数据处理装置，其中，每个所述存储单元具有包括两个晶体管以及两个阻变式存储器的2T2R结构。

7.根据权利要求5或6所述的数据处理装置，其中，所述阻变式存储器的材料结构包括Pd/TaO_x/Ta₂O₅/Pt或TiN/AlN/Pd或TiN/HfO₂/TaO_x/TiN或TiN/HfO₂/TiN或TiN/TaO_x/Ta₂O₅/Pd的层叠结构。

8.根据权利要求1-6任一所述的数据处理装置，其中，所述控制逻辑电路层包括CMOS控制逻辑电路。

9.根据权利要求1-6任一所述的数据处理装置，其中，所述控制逻辑电路层形成在硅衬底上，

所述存内计算电路层形成在所述控制逻辑电路层远离所述硅衬底的一侧，所述特征存储与计算电路层形成在所述存内计算电路层远离所述硅衬底的一侧。

10.一种数据处理方法，包括：

通过控制逻辑电路层输入要处理的数据；

根据所述控制逻辑电路层的控制，通过存内计算电路层对所述要处理的数据进行特征提取以得到分类特征；

通过特征存储与计算电路层，根据所述存内计算电路层提供的分类特征以及所述特征存储与计算电路层存储的分类模板进行分类；

其中，所述控制逻辑电路层、所述存内计算电路层和所述特征存储与计算电路层至少部分层叠且通过多个层间介质过孔通信。

11.根据权利要求10所述的数据处理方法，其中，所述数据处理方法包括单样本学习与推理算法。

12.根据权利要求10所述的数据处理方法，其中，通过所述存内计算电路层对所述要处理的数据进行特征提取以得到所述分类特征，包括：

所述存内计算电路层使用忆阻器阵列进行所述特征提取，得到特征向量作为所述分类特征。