[发明专利]基于斯格明子赛道存储器的内存计算系统及方法

摘要

本发明的一种基于斯格明子赛道存储器的内存计算系统及方法，可解决二进制卷积神经网络稀疏性问题，并且降低计算功耗。包括SRM‑CIM的电路架构，SRM‑CIM的电路架构包括行译码器Row Decoder、列译码器Column Decoder、电压驱动Voltage Supplier、存储阵列、感应电路MSC、计数器Bit‑counter和模式控制器MC；所述电压驱动Voltage Supplier包括两个NMOS，所述两个NMOS分别和一个选择器MUX连接；所述感应电路MSC利用预充电读出放大器PCSA比较节点ab和节点cd之间的电阻大小；所述存储阵列采用斯格明子赛道存储器构成。本发明利用斯格明子赛道存储器设计内存计算架构，不仅在内存中实现存储，而且可以在内存进行计算操作。本发明有效支持二进制卷积计算，充分利用SRM的移位特性，减少数据内存访问冗余，减少了计算负担，大大降低功耗。

主权项

1.一种基于斯格明子赛道存储器的内存计算系统，其特征在于：包括SRM‑CIM的电路架构，所述SRM‑CIM的电路架构包括行译码器Row Decoder、列译码器Column Decoder、电压驱动Voltage Supplier、存储阵列、感应电路MSC、计数器Bit‑counter和模式控制器MC；其中，所述电压驱动Voltage Supplier包括两个NMOS，所述两个NMOS漏极分别连接为写操作和读操作提供电压的电压源，源极接地，栅极接入三选一选择器MUX；还包括一根导线与两个NMOS并联接入三选一选择器，代表读操作、与操作和异或操作，所需位线BL电压为0；在模式控制器MC发出的控制信号CS的控制下，所述选择器选通相应的NMOS或导线，根据工作模式提供驱动电压；所述感应电路MSC利用预充电读出放大器PCSA比较节点ab和节点cd之间的电阻大小；所述节点ab分别连接电路的位线BL和源线SL，所述节点cd之间连接参考电阻；所述参考电阻在不同工作模式下需要不同的电阻值，其中，三个NMOS分别串联为读操作提供电阻值的MTJ Rrefr、为异或操作提供电阻值的MTJ Rrefx和为与操作提供电阻值的MTJ Rrefa,然后并联漏极接入节点c，源极接入节点d，栅极接入三选一选择器MUX，选择器在控制信号CS的控制下，选通相应的NMOS，根据工作模式选通相应的参考电阻；所述存储阵列采用斯格明子赛道存储器构成。