[发明专利]模拟数字转换电路、电子装置和操作方法

说明书

一种模拟数字转换电路、电子装置和操作方法。该模拟数字转换电路包括钳位模块、偏置电流产生模块和量化模块。电路钳位模块通过钳位点与负载电路耦接，负载电路在工作时提供负载电流。偏置电流产生模块通过钳位点与钳位模块耦接，配置为向钳位点提供偏置电流。量化模块通过钳位点和第一节点与钳位模块耦接，配置为通过第一节点向钳位模块提供偏置电压，以得到输入钳位点的钳位支路电流，还配置为向钳位点提供第一电流，并基于偏置电流和钳位支路电流的比较结果调节第一电流，以对负载电流进行量化。该模拟数字转换电路在实现高速低增益钳位功能的同时，提高了钳位精度，减少了模拟数字转换电路的功耗和面积开销。

技术领域

本公开的实施例涉及一种模拟数字转换电路、电子装置和操作方法。

背景技术

基于阻变存储单元阵列的模拟存内计算(Computing In Memory，CIM)近年来在实现高能效的神经网络硬件加速方面展现了巨大潜力。基于器件的非易失可调电导存储网络权重，施加代表输入数值的电压脉冲后可以得到由模拟电流值表示的矩阵向量乘法运算结果。为了有效利用模拟CIM的高并行度和数字逻辑的高灵活度，阻变存储单元阵列需要配备大量的数模转换器(analog to digital converter，ADC)来对电流结果进行量化；并且ADC的转换速度和精度直接关系到阵列并行计算的吞吐率和准确度，即ADC的性能决定了CIM系统的功能和算力。

发明内容

本公开至少一实施例提供一种模拟数字转换电路，包括：钳位模块，通过钳位点与负载电路耦接，其中，所述负载电路在工作时提供负载电流；偏置电流产生模块，通过所述钳位点与所述钳位模块耦接，配置为向所述钳位点提供偏置电流；量化模块，通过所述钳位点和第一节点与所述钳位模块耦接，配置为通过第一节点向所述钳位模块提供偏置电压，以得到输入所述钳位点的钳位支路电流，还配置为向所述钳位点提供第一电流，并基于所述偏置电流和所述钳位支路电流的比较结果调节所述第一电流，以对所述负载电流进行量化。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述钳位模块还配置为从第二节点接收钳位参考电压，所述量化模块还配置为调节所述第一电流以减小所述钳位点的电压与所述钳位参考电压之间的偏移。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述钳位模块包括放大器单元和钳位管单元，所述放大器单元的第一输入端与所述第二节点耦接，所述放大器单元的第二输入端与所述钳位点耦接；所述钳位管单元的控制端与所述放大器单元的输出端耦接，所述钳位管单元的第一端与所述第一节点耦接，所述钳位管单元的第二端与所述钳位点耦接。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述量化模块包括第一电流产生单元和控制单元，所述第一电流产生单元配置为产生量化的所述第一电流，所述控制单元配置为基于所述偏置电流和所述钳位支路电流的比较结果来控制所述第一电流产生单元增大所述第一电流或减小所述第一电流。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述控制单元包括比较子单元和调节子单元，所述比较子单元配置为通过所述第一节点向所述钳位模块提供所述偏置电压，以得到输入所述钳位点的所述钳位支路电流，还配置为将所述钳位支路电流转换为第一差分电压和第二差分电压，并输出所述第一差分电压和所述第二差分电压的比较结果，所述调节子单元配置为基于所述第一差分电压和所述第二差分电压的比较结果判断所述偏置电流和所述钳位支路电流的比较结果，并基于所述偏置电流和所述钳位支路电流的比较结果产生逻辑信号。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述第一电流产生单元还配置为基于所述逻辑信号增大所述第一电流或减小所述第一电流。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述比较子单元包括抵消电流源，所述抵消电流源配置为产生抵消电流，其中，所述抵消电流等于所述偏置电流。

例如，在本公开至少一实施例提供的模拟数字转换电路中，所述调节子单元为逐次逼近调节电路。