[发明专利]基于8T-SRAM单元的多位矢量-矩阵乘积运算器

权利要求书

1.一种基于8T-SRAM单元的多位矢量-矩阵乘积运算器，其特征在于，包括：行多通道数字模拟转换器、运算阵列、SRAM位读写电路、SRAM行选择电路、列多通道模拟数字转换器和后处理电路；所述运算阵列的写位线与SRAM位读写电路连接；所述运算阵列的选择字线与所述SRAM行选择电路连接；所述运算阵列的读字线与所述行多通道数字模拟转换器连接；所述运算阵列的读位线与所述列多通道模拟数字转换器连接；

所述行多通道数字模拟转换器由M个数字模拟转换器组成，其用于将输入数据B_i的K位二进制数转换为相应的电流I_i，并通过所述运算阵列的读字线RWL_i输入到对应的第i行中；

所述运算阵列由M行、N×P列8T-SRAM单元组成，用于权重矩阵的存储以及输入电流I_i和权重矩阵的乘积运算，并由所述SRAM位读写电路和所述SRAM行选择电路完成对所述8T-SRAM单元的写和读操作；

所述列多通道模拟数字转换器由N×P个模拟数字转换器组成，每一个模拟数字转换器对应所述运算阵列的一个列，其用于将所对应第j列的读位线RBL和RBLN上的输出电流I_op,j和I_on,j的差转换为二进制数D_j；

所述后处理电路用于对D_j进行相应的左移位操作，给予所对应的列单元以额外的二进制权重，并将相邻P通道左移位后的输出求和，得到最终矢量输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于8T-SRAM单元的多位矢量-矩阵乘积运算器，其特征在于，所述8T-SRAM单元由8个晶体管M₀-M₇、选择字线WL、写位线BL和BLN、读字线RWL以及读位线RBL和RBLN组成；其中，晶体管M₀-M₅构成一个6T-SRAM单元，用于权重矩阵的比特存储；晶体管M₆分别与存储电位Q、读字线RWL和读位线RBL连接；晶体管M₇分别与存储电位QN、读字线RWL和读位线RBLN连接；

晶体管M₆和M₇根据所存储的比特对Q-QN提供一组差分电流通路，将读字线RWL给出的电流引向读位线RBL或RBLN；当Q＝1，QN＝0时，晶体管M₆导通，M₇关断，读字线RWL上的电流通过M₆流向读位线RBL；当Q＝0，QN＝1时，晶体管M₆关断，M₇导通，读字线RWL上的电流通过M₇流向读位线RBL；选择字线WL用于驱动晶体管M₄和M₅，使存储电位Q和QN连接到写位线BL和BLN上，并由所述SRAM位读写电路通过写位线BL和BLN对存储电位Q和QN进行0-1二值信息的读写操作。

3.根据权利要求2所述的一种基于8T-SRAM单元的多位矢量-矩阵乘积运算器，其特征在于，每个所述8T-SRAM单元所流过的电流为I_u，i＝I_i/(NP)，表示行输入电流会在N×P个行单元中被均分。