计算电路

本技术涉及电路，特别是涉及一种计算电路。

背景技术：

1、权重可重构神经网络(reconfigurable neural network array circuits，rnna)是一种具有可重构性的神经网络架构，其权重可以在运行时进行修改，以适应不同的任务和应用场景。

2、现有技术中，大多是基于静态随机存取存储器(static random-access memory，sram)来实现权重可重构神经网络。

3、然而，这种基于sram来实现的权重可重构神经网络的功耗较高，集成度较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种功耗较低，集成度较高的计算电路，可实现权重可重构神经网络。

2、本技术提供了一种计算电路，该计算电路包括阵列排布的多个不同类型的计算单元，各该计算单元包括乘法计算电路、预充电电路以及计算结果输出电路，且，不同类型的该计算单元的计算结果输出电路不同；该乘法计算电路包括相互连接的第一铁电晶体管以及第二铁电晶体管，该预充电电路和该计算结果输出电路均与位于该第一铁电晶体管以及该第二铁电晶体管之间的计算输出节点电连接；该第一铁电晶体管和该第二铁电晶体管，用于在写电压的驱动下进入目标阻态状态，以表征初始神经网络权重值；该预充电电路，用于将该计算输出节点调整至目标电压；该第一铁电晶体管和该第二铁电晶体管，用于在该计算输出节点调整至该目标电压后，接收信号输入电压；该计算结果输出电路，包括n个输出通路，并用于根据第一目标电压信号关断该n个输出通路中的m个输出通路，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点电压的控制下，根据n-m个该输出通路分别执行充电操作或放电操作，以通过n-m次的该充电操作或该放电操作得到该计算单元的乘法计算电路计算得到的计算结果，该计算结果为该计算单元根据该信号输入电压和该第一神经网络权重值计算得到的计算结果，该第一神经网络权重值是根据该初始神经网络权重值和该充电操作或该放电操作的次数n-m得到的，n和m为正整数。

3、在其中一个实施例中，该计算结果输出电路包括n个子输出电路，其中，各该子输出电路用于通过不同的输出通路执行该充电操作或该放电操作。

4、在其中一个实施例中，该子输出电路包括第一晶体管和第二晶体管，该第一晶体管的栅极和该第二晶体管的栅极均与该计算输出节点连接。

5、在其中一个实施例中，该计算结果输出电路，用于根据该第一目标电压信号对m个该输出通路中的第一晶体管和第二晶体管的第一极的电压进行调整处理，以关断m个该输出通路。

6、在其中一个实施例中，该计算结果输出电路，还用于根据该第二目标电压信号对n个该输出通路中的第一晶体管和第二晶体管的第一极的电压进行调整处理，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据n个该输出通路分别执行该充电操作或放电操作，该第二目标电压信号用于调整n个该输出通路分别执行该充电操作或该放电操作时的充电电流或放电电流为目标充电电流或目标放电电流，该目标充电电流为该充电电流的一半，该目标放电电流为该放电电流的一半，以通过n个该输出通路执行n次充电操作或该放电操作得到该计算单元的乘法计算电路计算得到的计算结果；，该计算结果为该计算单元根据该信号输入电压和该第二神经网络权重值计算得到的计算结果，该第二神经网络权重值为该初始神经网络权重值的一半。

7、在其中一个实施例中，该计算电路包括多个第一计算组，各该第一计算组包括四个该计算单元，分别为第一计算单元，第二计算单元，第三计算单元和第四计算单元，该第一计算单元和该第三计算单元的计算结果输出电路均包括一个输出通路，该第二计算单元和该第四计算单元的计算结果输出电路均包括两个输出通路；该四个计算单元的第一铁电晶体管和第二铁电晶体管，用于在该计算输出节点调整至该目标电压后，接收不同的该信号输入电压；该第二计算单元和该第四计算单元的计算结果输出电路，用于根据该第一目标电压信号关断该两个输出通路中的一个输出通路，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据一个该输出通路执行该充电操作或该放电操作；该第一计算单元和该第三计算单元的计算结果输出电路，用于在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据该一个输出通路执行该充电操作或该放电操作。

8、在其中一个实施例中，该计算电路包括多个第二计算组，各该第二计算组包括四个该计算单元，分别为第一计算单元，第二计算单元，第三计算单元和第四计算单元，该第一计算单元和该第三计算单元的计算结果输出电路均包括一个输出通路，该第二计算单元和该第四计算单元的计算结果输出电路均包括两个输出通路；该第一计算单元和该第二计算单元的第一铁电晶体管和第二铁电晶体管，用于在该计算输出节点调整至该目标电压后，接收第一信号输入电压，该第三计算单元和该第四计算单元的第一铁电晶体管和第二铁电晶体管，用于在该计算输出节点调整至该目标电压后，接收第二信号输入电压；该第二计算单元和该第四计算单元的计算结果输出电路，用于在接收该第一信号输入电压和该第二信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据该两个输出通路执行该充电操作或该放电操作；该第一计算单元和该第三计算单元的计算结果输出电路，用于在接收该第一信号输入电压和该第二信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据该一个输出通路执行该充电操作或该放电操作。

9、在其中一个实施例中，该计算电路包括多个第三计算组，各该第三计算组包括四个该计算单元，分别为第一计算单元，第二计算单元，第三计算单元和第四计算单元，该第一计算单元和该第三计算单元的计算结果输出电路均包括一个输出通路，该第二计算单元和该第四计算单元的计算结果输出电路均包括两个输出通路；该四个计算单元的第一铁电晶体管和第二铁电晶体管，用于在该计算输出节点调整至该目标电压后，接收相同的该信号输入电压；该第一计算单元的计算结果输出电路，用于在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据该一个输出通路执行该充电操作或该放电操作；该第二计算单元的计算结果输出电路，用于在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据该两个输出通路执行该充电操作或该放电操作；该第三计算单元的计算结果输出电路，用于根据该第二目标电压信号对一个该输出通路中的第一晶体管和第二晶体管的第一极的电压进行调整处理，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据一个该输出通路执行该充电操作或该放电操作；该第四计算单元的计算结果输出电路，用于根据该第二目标电压信号对两个该输出通路中的第一晶体管和第二晶体管的第一极的电压进行调整处理，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据两个该输出通路执行该充电操作或该放电操作。

10、在其中一个实施例中，该第四计算单元的计算结果输出电路，还用于根据该第一目标电压信号关断该两个输出通路中的一个输出通路，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点的电压的控制下，根据一个该输出通路执行该充电操作或该放电操作。

11、在其中一个实施例中，该计算电路还包括第一位线rbl和第二位线rbl，该第一位线rbl包括第一子位线rbl1和第一子位线rbl2，该第二位线rbl包括第二子位线rbl1和第二子位线rbl2；该第一计算单元和该第二计算单元中的计算结果输出电路中的第一晶体管的第二极均与该第一子位线rbl1连接，该第一计算单元和该第二计算单元中的计算结果输出电路中的第二晶体管的第二极均与该第二子位线rbl1连接；该第三计算单元和该第四计算单元中的计算结果输出电路中的第一晶体管的第二极均与该第一子位线rbl2连接，该第三计算单元和该第四计算单元中的计算结果输出电路中的第二晶体管的第二极均与该第二子位线rbl2连接。

12、在其中一个实施例中，该第一子位线rbl1和该第二子位线rbl1通过第一计算结果处理电路连接，该第一子位线rbl2和该第二子位线rbl2通过第二计算结果处理电路连接，该第一计算结果处理电路和该第二计算结果处理电路均包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关连接、第一电容以及第二电容；该计算结果处理电路，用于对该第一子位线rbl和该第二子位线rbl的电压进行取平均处理，以得到该多个计算单元的计算结果。

13、在其中一个实施例中，该第一铁电晶体管的第一极和该第二铁电晶体管的第一极连接，该第一铁电晶体管的第二极为第一信号输入节点，该第二铁电晶体管的第二极为第二信号输入节点，该第一铁电晶体管的栅极为第一写电压驱动节点，该第二铁电晶体管的栅极为第二写电压驱动节点；该第一信号输入节点和该第二信号输入节点，用于输入该信号输入电压；该第一写电压驱动节点和该第二写电压驱动节点，用于输入该写电压。

14、在其中一个实施例中，该计算输出节点位于该第一铁电晶体管的第一极和该第二铁电晶体管的第一极之间。

15、在其中一个实施例中，该预充电电路包括第三晶体管，该第三晶体管的源极与第二电压源连接，该第二电压源用于输出该目标电压，该第三晶体管的漏极与该计算输出节点连接，该第三晶体管的栅极用于接收脉冲信号，以基于该脉冲信号将该计算输出节点调整至该目标电压。

16、在其中一个实施例中，该计算电路还包括字线wl；各该计算单元中的预充电电路中的第三晶体管的栅极均与该wl连接；该wl，用于向各该计算单元中的预充电电路中的第三晶体管的栅极输出该脉冲信号。

17、在其中一个实施例中，该字线wl包括第一字线wl和第二字线wl；该第一计算单元和该第二计算单元中的预充电电路中的第三晶体管的栅极均与该第一字线wl连接；该第三计算单元和该第四计算单元中的预充电电路中的第三晶体管的栅极均与该第二字线wl连接。

18、上述计算电路，该计算电路包括阵列排布的多个不同类型的计算单元，各该计算单元包括乘法计算电路、预充电电路以及计算结果输出电路，且，不同类型的该计算单元的计算结果输出电路不同；该乘法计算电路包括相互连接的第一铁电晶体管以及第二铁电晶体管，该预充电电路和该计算结果输出电路均与位于该第一铁电晶体管以及该第二铁电晶体管之间的计算输出节点电连接；该第一铁电晶体管和该第二铁电晶体管，用于在写电压的驱动下进入目标阻态状态，以表征初始神经网络权重值；该预充电电路，用于将该计算输出节点调整至目标电压；该第一铁电晶体管和该第二铁电晶体管，用于在该计算输出节点调整至该目标电压后，接收信号输入电压；该计算结果输出电路，包括n个输出通路，并用于根据第一目标电压信号关断该n个输出通路中的m个输出通路，以在接收该信号输入电压后，在该计算输出节点电压的控制下，根据n-m个该输出通路分别执行充电操作或放电操作，以通过n-m次的该充电操作或该放电操作得到该计算单元的乘法计算电路计算得到的计算结果，该计算结果为该计算单元根据该信号输入电压和该第一神经网络权重值计算得到的计算结果，该第一神经网络权重值是根据该初始神经网络权重值和该充电操作或该放电操作的次数n-m得到的，n和m为正整数。本技术提供的计算电路，该计算电路中的计算结果输出电路包括有n个输出通路，可用于根据第一目标电压信号关断该n个输出通路中的m个输出通路，基于该计算结果输出电路可实现权重可重构，采用本技术提供计算电路可实现权重可重构神经网络的计算，相比于现有技术，本技术的计算电路所使用的元器件更少，因此，采用本技术提供的计算电路，可以有效的降低功耗，提高集成度。