CIM을 위한 메모리 장치
memory device for computing in-memory
특허 요약
CIM을 위한 메모리 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 메모리 장치는 차동 쌍 메모리 셀(differential pair memory cell)을 포함하고, 상기 차동 쌍 메모리 셀에 대응하는 워드 라인(word line)을 통해 구동 전압(drive voltage)이 인가되는 것에 응답하여 생성되는 제1 전류 또는 제2 전류에 기초하여 제3 전류 및 제4 전류를 각각(separately) 출력하는 메모리 셀 어레이(memory cell array)를 포함할 수 있다. 상기 메모리 장치는 상기 제3 전류에 기초하여 제1 에지(edge)를 출력하는 제1 CAIF 회로(column accumulation integrate-and-fire circuit) 및 상기 제4 전류에 기초하여 제2 에지를 출력하는 제2 CAIF 회로를 포함하는 CAIF 블록(block)을 포함할 수 있다. 상기 메모리 장치는 상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 시간 간격(time interval)을 양자화하는 SAR TDC(successive approximation register time-to-digital converter)를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

차동 쌍 메모리 셀(differential pair memory cell)을 포함하고, 상기 차동 쌍 메모리 셀에 대응하는 워드 라인(word line)을 통해 구동 전압(drive voltage)이 인가되는 것에 응답하여 생성되는 제1 전류 또는 제2 전류에 기초하여 제3 전류 및 제4 전류를 각각(separately) 출력하는 메모리 셀 어레이(memory cell array);상기 제3 전류에 기초하여 제1 에지(edge)를 출력하는 제1 CAIF 회로(column accumulation integrate-and-fire circuit) 및 상기 제4 전류에 기초하여 제2 에지를 출력하는 제2 CAIF 회로를 포함하는 CAIF 블록(block); 및상기 제1 에지와 상기 제2 에지 사이의 시간 간격(time interval)을 양자화하는 TDC(time-to-digital converter)를 포함하고,상기 차동 쌍 메모리 셀은,MSB(most significant bit) 셀 및 LSB(least significant bit) 셀을 포함하는, 메모리 장치(memory device).

2

제1항에 있어서,상기 메모리 장치는,CIM(computing in-memory)을 수행하는, 메모리 장치.

3

제1항에 있어서,상기 차동 쌍 메모리 셀은,상기 MSB 셀 및 상기 LSB 셀을 포함하는 차동 쌍 eFlash(embedded flash) 메모리 셀을 포함하는, 메모리 장치.

4

제3항에 있어서,상기 MSB 셀의 가중치(weight)를 위해 SCL(single-level cell)이 사용되고,상기 LSB 셀의 가중치를 위해 MLC(multi-level cell)이 사용되는, 메모리 장치.

5

제3항에 있어서,상기 MSB 셀은,상기 LSB 셀보다 많은 전류를 생성하도록 프로그래밍 되는, 메모리 장치.

6

제3항에 있어서,상기 MSB 셀은,상기 MSB 셀의 가중치에 기초하여 상기 제1 전류를 생성하고,상기 LSB 셀은,상기 LSB 셀의 가중치에 기초하여 상기 제2 전류를 생성하는, 메모리 장치.

7

제1항에 있어서,상기 제3 전류를 상기 제1 CAIF 회로에 제공하고, 상기 제4 전류를 상기 제2 CAIF 회로에 제공하는 전류 미러 블록(current mirror block)을 더 포함하는, 메모리 장치.

8

제7항에 있어서,상기 제1 CAIF 회로는,상기 제3 전류에 기초하여 충전되는 제1 캐패시터; 및상기 제1 캐패시터의 충전량에 기초하여 플립(flip)됨으로써, 상기 제1 에지를 생성하는 적어도 하나의 제1 인버터를 포함하고,상기 제2 CAIF 회로는,상기 제4 전류에 기초하여 충전되는 제2 캐패시터; 및상기 제2 캐패시터의 충전량에 기초하여 플립(flip)됨으로써, 상기 제2 에지를 생성하는 적어도 하나의 제2 인버터를 포함하는, 메모리 장치.

9

제8항에 있어서,상기 전류 미러 블록은,제1 시간 구간 동안 상기 제3 전류 및 상기 제4 전류를 상기 제1 CAIF 회로 및 상기 제2 CAIF 회로에 각각(respectively) 공급하고, 상기 제1 시간 구간 이후의 제2 시간 구간 동안 정전류(constant current)를 상기 제1 CAIF 회로 및 상기 제2 CAIF 회로에 공급하는, 메모리 장치.

10

제9항에 있어서,상기 제1 시간 구간의 길이는,상기 제1 시간 구간 동안 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터가 플립되지 않도록 설정되는, 메모리 장치.

11

제2항에 있어서,메모리 읽기 연산(memory read operation)을 위한 레퍼런스 에지(reference edge)를 생성하는 에지 생성기(edge generator)를 더 포함하는, 메모리 장치.

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제1항에 있어서,상기 TDC는,SAR TDC(successive approximation register time-to-digital converter)를 포함하는, 메모리 장치.