[发明专利]执行向量-矩阵乘法的计算电路和包括其的半导体器件

权利要求书

1.一种计算电路，包括：

计算单元阵列，被配置为提供分别与矩阵的多个元素相对应的多个物理值；

向量输入电路，被配置为向所述计算单元阵列提供与输入向量相对应的多个输入电压；和

向量输出电路，被配置为根据所述多个输入电压和多个有效电容而输出多个输出电压，每个输出电压对应于所述输入向量与所述矩阵的列向量之间的点积。

2.根据权利要求1所述的计算电路，其中，所述计算单元阵列包括：

多个计算单元；

多个板线；和

多个位线，

其中，所述多个计算单元中的每一个位于所述多个板线中的相应一个板线与所述多个位线中的相应一个位线交叉的位置，

其中，所述多个计算单元中的每一个包括多个电容器，所述多个电容器被选择性地耦接在所述多个板线中的相应一个板线与所述多个位线中的相应一个位线之间；和

其中，所述多个板线中的相应一个板线与所述多个位线中的相应一个位线之间的有效电容分别对应于所述矩阵中所包括的元素的值。

3.根据权利要求2所述的计算电路，其中，所述多个计算单元中的每一个包括：

多个MOS晶体管，被配置为选择性地将所述多个电容器与所述多个板线中的所述相应一个板线耦接；和

多个非易失性晶体管，被配置为分别确定所述多个MOS晶体管的开启或截止状态。

4.根据权利要求3所述的计算电路，其中，所述计算单元阵列还包括与所述矩阵的行的数量相对应的多个第一字线，以及

其中，所述多个第一字线中的每一个通过所述多个非易失性晶体管中的相对应的一个非易失性晶体管而耦接到所述多个MOS晶体管中的相对应的一个MOS晶体管的栅极。

5.根据权利要求4所述的计算电路，其中，所述计算单元阵列还包括多个第二字线，以及

其中，所述多个非易失性晶体管中的每一个非易失性晶体管的栅极耦接到所述多个第二字线中的一个第二字线，以及

其中，所述计算单元阵列被配置为根据所述多个第二字线中的一个第二字线的电压来对所述多个非易失性晶体管中的每一个进行编程。

6.根据权利要求5所述的计算电路，其中，所述计算单元阵列还包括多个控制线，以及

其中，所述多个计算单元中的每一个还包括：

第一晶体管，其被配置为根据所述多个控制线中的一个而选择性地将所述多个第一字线中的一个耦接到所述计算单元的所述多个非易失性晶体管，以及

多个第二晶体管，其分别根据所述多个控制线中的一个而选择性地将所述计算单元的所述多个非易失性晶体管的栅极耦接到所述多个第二字线中的相应的第二字线。

7.根据权利要求2所述的计算电路，其中，所述向量输出电路包括多个元素输出电路，每个元素输出电路被配置为根据从所述多个位线中的相应一个位线提供的信号来产生所述多个输出电压之中的相应的输出电压。

8.根据权利要求7所述的计算电路，其中，所述多个元素输出电路中的每一个包括：

采样电容器，其耦接到所述多个位线中的所述相应一个位线；和

转换电路，被配置为根据被充电在所述采样电容器中的电荷来产生所述相应的输出电压。

9.根据权利要求8所述的计算电路，其中，所述多个元素输出电路中的每一个还包括：

采样开关，被配置为选择性地将所述多个位线中的所述相应一个位线和所述采样电容器耦接；和

转换开关，被配置为选择性地向所述转换电路提供被充电在所述采样电容器中的电荷。

10.根据权利要求1所述的计算电路，其中，所述向量输入电路包括：

多个输入缓冲器，被配置为分别缓冲所述多个输入电压；和

多个输入开关，被配置为选择性地向所述计算单元阵列提供所述多个输入缓冲器的输出电压。