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公开(公告)号：CN116580733A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310603125.2
申请日：2023-05-26
Applicant: 北京超弦存储器研究院 , 北京大学
IPC: G11C11/22
Abstract: 本发明提供了一种基于N型和P型铁电场效应晶体管实现通用内容可寻址存储器的方法，属于新型存储与计算技术领域。本发明利用了N型FeFET和P型FeFET的互补特性，在不需要额外硬件开销的前提下可以同时实现TCAM、MACM和ACAM的功能，并且具有更加简洁的搜索操作，提高了CAM的存储密度和搜索能效，且在量化为存储多级entry状态的MCAM时，还具有压缩entry状态的能力，使其可以进一步提高CAM的存储密度，对于基于CAM的查表搜索操作具有重要意义。
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公开(公告)号：CN116110450A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310129169.6
申请日：2023-02-08
Applicant: 北京大学
IPC: G11C11/22
Abstract: 本发明提供了一种基于脉冲宽度调制铁电场效应晶体管实现模拟和多值内容可寻址存储器的方法，属于新型存储与计算技术领域。本发明利用脉冲宽度的互补信息实现了基于脉冲宽度调制FeFET的ACAM和MCAM，相较于传统ACAM和MCAM的实现方式，不需要额外的晶体管以及复杂的模拟外围电路，仅需要共用的几个逻辑门即可实现，具有更加简洁的实现方式与更低的硬件开销，并且搜索过程中仅需要一个电压幅值VDD，更易与数字系统兼容。此外基于脉冲宽度的搜索query与存储entry的编码方式，使其存储范围不受FeFET的存储窗口限制，可以获得更多bit数量的MCAM，以进一步提高CAM的存储密度和搜索能效，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN115565574A
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202211206511.X
申请日：2022-09-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提出了一种基于非破坏性读出的小信号铁电电容实现存内计算的方法，属于新型计算架构领域。本发明在一个铁电电容器上实现了内容可寻址存储器(CAM)单元的线性不可分的比较操作和有符号突触单元的局部乘法操作，降低了硬件代价。相较于基于传统CAM架构进行距离度量的方法，具有更高的计算线性度与检测范围以及更低的搜索功耗；同时，相较于电阻式突触阵列不存在直流功耗，并且没有潜在的直流通路避免了大规模阵列的“IR降”问题，具有更低的计算功耗，在用于基于特征检索的边缘端机器学习任务中和神经网络硬件加速中具有显著优势。
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公开(公告)号：CN114758695A
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210356463.6
申请日：2022-04-06
Applicant: 北京大学
IPC: G11C11/22
Abstract: 本发明提出了一种基于铁电隧穿场效应晶体管FeTFET实现多值内容可寻址存储器MCAM的方法，在单个FeTFET上实现了MCAM的完整功能。本发明利用隧穿场效应晶体管FeTFET的隧穿电流特性，将铁电材料叠加到栅介质层上，得到同时受栅极电压和铁电极化强度控制的双极性的沟道电导，利用铁电多级极化状态实现多值存储，结合TFET的双极特性，在不需要额外增加晶体管或者其他外围电路的条件下便可以实现MCAM。相较于目前报道的基于各种新兴的非易失性存储器的MCAM，本发明具有显著降低的单元面积以及更加简洁的编程与搜索操作过程，相应地带来更高的能效。本发明将MCAM的硬件代价降低到理论最低，具有十分广阔的应用空间。
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公开(公告)号：CN118466689A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410535257.0
申请日：2024-04-30
Applicant: 北京大学
IPC: G06F1/03 , G06F1/3234 , G06F15/78 , G11C11/22
Abstract: 本发明公开一种基于铁电场效应晶体管的非易失性查找表架构，属于新型存储与计算技术领域。本发明基于FeFET的nvLUT架构，可以在FeFET阵列内部同时实现多个nvLUT，仅需要一个阵列共享的输入译码器，不需要多个MUX，降低了硬件开销，并且消除了计算路径中的MUX，使得nvLUT的速度进一步提升。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118395202A
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202410535256.6
申请日：2024-04-30
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开一种基于温度计编码内容可寻址存储器实现曼哈顿距离度量的方法，属于新型存储与计算技术领域。本发明基于常规NOR类型的CAM阵列，采用温度计编码，只需根据实际问题中特征位数调整编码的entry长度，可以实现具有任意位数特征的曼哈顿距离的度量，并且当问题特征的状态数为1位时，可以同时实现汉明距离的度量，不需要改变CAM的电路结构，进一步扩展了CAM的应用场景。
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公开(公告)号：CN118335141A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410489048.7
申请日：2024-04-23
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开一种基于铁电场效应晶体管可编程反相器的施密特触发器，属于新型存储与计算技术领域。本发明施密特触发器FE‑ST可以实现尹辛机中具有不同连接度自旋的更新以及可控退火过程，利用铁电极化实现不同参考值的产生，同时利用FE‑ST的可调控回滞窗口结合系统的本征噪声实现可控退火，提高了尹辛机的求解能效。且本发明仅需要6个晶体管和一个电阻，相较于传统引入外部可控可调随机源进行模拟退火的方式显著降低了硬件开销。
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公开(公告)号：CN113903378B
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202111219144.2
申请日：2021-10-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提出了一种基于铁电晶体管的延时调制方法，属于神经网络加速器领域。该方法构建延时调制单元电路包括铁电晶体管、N型MOSFET和P型MOSFET构成的反相器结构；其中，FeFET的漏端连接于反相器中NMOS的源端，FeFET的源端连接于GND；在编程操作时，FeFET栅端接收高于铁电层矫顽电压的编程电压脉冲，铁电极化翻转调节器件阈值电压，实现权重编程；在局域乘计算操作时，FeFET栅端偏置在代表神经网络的输入的非破坏性读模式的电压，初始计算脉冲作用在延时调制单元的反相器的输入端，输出脉冲相对于输入脉冲的延时时间即为局域乘法计算的结果。本发明可以显著降低硬件开销，有利于大规模的时间域神经网络加速器芯片实现。
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公开(公告)号：CN114093397A
公开(公告)日：2022-02-25
申请号：CN202111387996.2
申请日：2021-11-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提出了一种抑制铁电晶体管FeFET涨落的写操作方法，属于神经网络加速器领域。该方法利用FeFET源端电压负反馈机制，与写操作通路的NMOS(N1)和读操作通路的NMOS(N2)连接；FeFET的栅端作为编程(或擦除)端口，漏端连接于电源电压VDD，源端与N1和N2的漏端相连；N1和N2的源端连接于GND；读操作时，N1关断N2导通，提取FeFET沟道电导；写操作时，N1的栅电压固定，N2关断，则FeFET和N1构成源跟随负反馈写操作通路，FeFET的VGS随着极化翻转而自适应动态改变，抑制FeFET写操作涨落。本发明降低硬件开销和能耗，有利于高精度低功耗神经网络加速器芯片实现。
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公开(公告)号：CN113903378A
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN202111219144.2
申请日：2021-10-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提出了一种基于铁电晶体管的延时调制方法，属于神经网络加速器领域。该方法构建延时调制单元电路包括铁电晶体管、N型MOSFET和P型MOSFET构成的反相器结构；其中，FeFET的漏端连接于反相器中NMOS的源端，FeFET的源端连接于GND；在编程操作时，FeFET栅端接收高于铁电层矫顽电压的编程电压脉冲，铁电极化翻转调节器件阈值电压，实现权重编程；在局域乘计算操作时，FeFET栅端偏置在代表神经网络的输入的非破坏性读模式的电压，初始计算脉冲作用在延时调制单元的反相器的输入端，输出脉冲相对于输入脉冲的延时时间即为局域乘法计算的结果。本发明可以显著降低硬件开销，有利于大规模的时间域神经网络加速器芯片实现。
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