[实用新型]抗工艺偏差的模拟向量-矩阵乘法运算电路

说明书

本实用新型实施例提供的抗工艺偏差的栅极耦合或源极耦合的模拟向量‑矩阵乘法运算电路，包括：用于执行模拟向量‑矩阵乘法运算的可编程半导体器件阵列以及具有多个转换支路的转换装置；对于栅极耦合的模拟向量‑矩阵乘法运算电路，每个该转换支路均包括：多个并联的可编程半导体器件，对于源极耦合的模拟向量‑矩阵乘法运算电路，每个所述转换支路包括：运算放大器以及多个并联的可编程半导体器件，其中，通过在转换支路设置多个可编程半导体器件，能够抑制器件参数偏差的影响，解决矩阵中不同行或者不同列的工作基准不一致的问题，有效提高了模拟向量‑矩阵乘法运算精度。

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路领域，尤其涉及一种抗工艺偏差的模拟向量-矩阵乘法运算电路。

背景技术

矩阵乘法运算广泛应用于图像处理、推荐系统、数据降维等数据挖掘领域，向量-矩阵乘法是一种常用的算术运算函数。随着对高性能与低功耗的极致追求，越来越多的系统采用硬件电路直接实现向量-矩阵乘法运算，尤其地，基于可编程半导体器件的模拟向量-矩阵乘法运算电路得到芯片设计者的青睐。

现有的模拟向量-矩阵乘法电路通常需要设置转换电路用于形成比例镜像电路，同时将模拟电流信号转换为模拟电压信号，进而对模拟电压信号进行模拟向量-矩阵乘法运算，因此，转换电路的稳健性非常重要，其直接影响了后续电路的工作点。

但是，由于制造工艺偏差的影响，现有模拟向量-矩阵乘法电路中的转换电路中的不同器件之间存在参数偏差，比如器件尺寸、门限电压等，从而导致进行矩阵中不同行或者不同列的工作基准不一致，直接影响模拟向量-矩阵乘法运算精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种抗工艺偏差的模拟向量-矩阵乘法运算电路，通过在每个转换支路中均设置多个可编程半导体器件，能够抑制工艺参数偏差的影响，解决可编程半导体器件阵列中不同行或者不同列的工作基准不一致的问题，有效提高了模拟向量-矩阵乘法运算的精度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，提供一种抗工艺偏差的栅极耦合模拟向量-矩阵乘法运算电路，包括：用于执行模拟向量-矩阵乘法运算的可编程半导体器件阵列以及具有多个转换支路的转换装置；

该可编程半导体器件阵列中，每一行的所有可编程半导体器件的栅极均连接至同一模拟电压输入端，多行可编程半导体器件对应连接多个模拟电压输入端；

每个该转换支路均包括：用于接收模拟电流输入信号的模拟电流输入端以及用于输出模拟电压输出信号的模拟电压输出端，该模拟电压输出端对应连接一个模拟电压输入端，

该转换支路还包括：多个并联的可编程半导体器件，每个该可编程半导体器件的栅极与漏极相连，并连接至模拟电流输入端，对应产生模拟电压输出信号，输出至该模拟电压输出端；每个该可编程半导体器件的源极接入第一偏置电压。

进一步地，该可编程半导体器件阵列中，每一列的所有可编程半导体器件的漏极均连接至同一第一端，多列可编程半导体器件对应连接多个第一端，每一列的所有可编程半导体器件的源极均连接至同一第二端，多列可编程半导体器件对应连接多个第二端，每个该可编程半导体器件的阈值电压均可调节；

其中，该第一端为偏置电压输入端，该第二端为模拟电流输出端，

或者，该第一端为模拟电流输出端，该第二端为偏置电压输入端。

进一步地，抗工艺偏差的栅极耦合模拟向量-矩阵乘法运算电路还包括：

编程电路，连接可编程半导体器件阵列中每一个可编程半导体器件的源极、栅极和/或衬底，用于调控可编程半导体器件的阈值电压。