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Stand der Technik
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Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung.
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Die Offenbarung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Betreiben einer Speichervorrichtung.
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Offenbarung der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung, die wenigstens eine Speichereinheit, beispielsweise Speicherzelle, aufweist, wobei die wenigstens eine Speichereinheit eine bistabile Kippstufe und zwei Zugangstransistoren zur steuerbaren Verbindung der bistabilen Kippstufe mit zwei mit der wenigstens einen Speichereinheit assoziierten sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, aufweist, wobei beispielsweise die Verbindung der bistabilen Kippstufe mit den zwei sekundären Steuerleitungen mittels einer ersten primären Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, steuerbar ist, wobei das Verfahren aufweist: Beaufschlagen eines Steueranschlusses wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren mit einem Steuersignal, beispielsweise einer Steuerspannung, derart, dass eine Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, beispielsweise gegenüber einem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist, beispielsweise gegenüber einem niederohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors schlechter elektrisch leitfähig, Ermitteln einer ersten Größe, die wenigstens einen durch die Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors fließenden Strom charakterisiert.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können dadurch z.B. Informationen über einen Speicherinhalt der wenigstens einen Speichereinheit erlangt werden. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen z.B. auf ggf. vorhandene mehrere Speichereinheiten der Speichervorrichtung angewandt werden, wodurch z.B. Informationen über einen Speicherinhalt der mehreren Speichereinheiten der Speichervorrichtung erlangt werden, beispielsweise gleichzeitig, was bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise zur Ausführung von Rechenoperationen basierend auf den erlangten Informationen verwendbar ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren mit dem Steuersignal über die primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, ausgeführt wird.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist die wenigstens eine Speichereinheit als statische RAM (random access memory) Speicherzelle ausgebildet bzw. bildet eine statische RAM Speicherzelle.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen weist die bistabile Kippstufe mehrere Feldeffekttransistoren, z.B. vom MOSFET-Typ, auf. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind die zwei Zugangstransistoren als Feldeffekttransistoren, z.B. vom MOSFET-Typ, ausgebildet.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Beaufschlagen beider Zugangstransistoren mit dem Steuersignal, beispielsweise über die primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung. Somit kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. das Ermitteln der ersten Größe z.B. basierend auf zwei Strömen ausgeführt werden, von denen ein erster Strom ein durch die Laststrecke (z.B. Drain-Source-Strecke) des ersten Zugangstransistors fließender Strom ist, und von denen ein zweiter Strom ein durch die Laststrecke des zweiten Zugangstransistors fließender Strom ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Größe basierend auf dem ersten Strom und dem zweiten Strom, beispielsweise unter Verwendung eines differentiellen Messprinzips, ermittelt werden.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren mit dem Steuersignal derart, dass die Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, beispielsweise gegenüber dem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist (aber z.B. schlechter elektrisch leitfähig als in einem niederohmigen Zustand, z.B. im Falle eines Feldeffekttransistors charakterisierbar durch einen Widerstand RDS,on), aufweist: Beaufschlagen des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren mit einer Steuerspannung, die kleiner oder gleich einer Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ermöglicht die Einstellung der Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors eine, beispielsweise gezielte, „Entnahme“ elektrischer Ladung aus der bistabilen Kippstufe, also beispielsweise ein gezieltes Ableiten eines elektrischen Stroms durch den wenigstens einen Zugangstransistor aus der bistabilen Kippstufe, wobei ein Wert des Stroms z.B. auch von dem Zustand der bistabilen Kippstufe abhängt.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Speichervorrichtung mehrere Speichereinheiten, beispielsweise Speicherzellen, aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Beaufschlagen eines jeweiligen Steueranschlusses wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren der mehreren Speichereinheiten mit dem Steuersignal, beispielsweise der Steuerspannung, derart, dass eine Laststrecke des jeweiligen wenigstens einen Zugangstransistors der mehreren Speichereinheiten, beispielsweise gegenüber einem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist (z.B. durch Wahl der Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors), Ermitteln der ersten Größe, die eine Summe von durch die jeweiligen Laststrecken des wenigstens einen Zugangstransistors der mehreren Speichereinheiten fließende Ströme charakterisiert, wobei diese Summe z.B. ein Summenstrom aus den einzelnen Zugangstransistoren sein kann, wie er z.B. über wenigstens eine der sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, leitbar ist, z.B. zu einer Einrichtung zur Ermittlung der ersten Größe bzw. des Summenstroms, z.B. aufweisend wenigstens eine Messeinrichtung.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen unter Verwendung wenigstens der ersten primären Steuerleitung ausgeführt wird.
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Mit anderen Worten ist bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen vorgesehen, dass mehrere Speichereinheiten, beispielsweise Speicherzellen, der Speichervorrichtung, z.B. gleichzeitig, aktiviert werden, beispielsweise durch Beaufschlagen eines jeweiligen Steueranschlusses wenigstens eines von beiden Zugangstransistoren der mehreren Speichereinheiten mit dem Steuersignal, beispielsweise der Steuerspannung, derart, dass eine Laststrecke des jeweiligen wenigstens einen Zugangstransistors der mehreren Speichereinheiten, beispielsweise gegenüber einem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist (z.B. durch Wahl der Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors).
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Das Aktivieren kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise durch Anlegen der betreffenden Steuerspannung, z.B. kleiner oder gleich der Schwellspannung, über wenigstens die erste primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, erfolgen, ggf. auch über mehrere (z.B. sofern vorhanden) primäre Steuerleitungen, beispielsweise Wortleitungen. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann ein dabei aus den jeweiligen mehreren Speichereinheiten ableitbarer Strom z.B. über wenigstens eine mit der betreffenden Speichereinheit assoziierte Bitleitung abgeleitet, und optional z.B. gemessen, werden.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ermitteln der ersten Größe mit einer, beispielsweise strombasierten, Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise einer differentiellen Analog/Digital-Wandlereinrichtung, und/oder mit einer anderen hierfür geeignete Ermittlungseinrichtung, beispielsweise Messeinrichtung.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Ermittlungseinrichtung, beispielsweise Messeinrichtung, mit wenigstens einer des Busleitungen verbunden und/oder verbindbar ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Ermittlungseinrichtung, beispielsweise Messeinrichtung, z.B. kombinierbar ist mit einer, z.B. integrierbar ist in eine, bestehende, z.B. konventionelle Messeinrichtung, die beispielsweise bei einer vollständigen Aktivierung der Zugangstransistoren für ein Auslesen eines Inhalts der Speichereinheit(en) ausgebildet ist, was beispielsweise mit einer Spannungsmessung ausführbar ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) zumindest zeitweises Betreiben der Speichervorrichtung in einer ersten, beispielsweise digitalen, Betriebsart, bei der für das Beaufschlagen des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren eine Steuerspannung größer der Schwellspannung des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren verwendet wird (z.B. zum konventionellen Auslesen des Speicherinhalts), b) zumindest zeitweises Betreiben der Speichervorrichtung in einer zweiten, beispielsweise analogen, Betriebsart, bei der für das Beaufschlagen des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren eine Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren verwendet wird (z.B. für ein Ermitteln wenigstens eines Stroms, beispielsweise gemäß beispielhaften Ausführungsformen).
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Einrichtung zur Beaufschlagung des Steueranschlusses wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren, beispielsweise über die erste primäre Steuerleitung, mit dem Steuersignal, b) Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise strombasiert Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise differentielle Analog/Digital-Wandlereinrichtung, c) Messeinrichtung, beispielsweise Messverstärker, zur Ermittlung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. einer Potentialdifferenz, das bzw. die mit wenigstens einer der sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, assoziiert ist bzw. sind.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Speichervorrichtung aufweist, die wenigstens eine Speichereinheit, beispielsweise Speicherzelle, aufweist, wobei die wenigstens eine Speichereinheit eine bistabile Kippstufe und zwei Zugangstransistoren zur steuerbaren Verbindung der bistabilen Kippstufe mit zwei mit der wenigstens einen Speichereinheit assoziierten sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, aufweist, wobei beispielsweise die Verbindung der bistabilen Kippstufe mit den zwei sekundären Steuerleitungen mittels einer ersten primären Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, steuerbar ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine konventionelle Speichereinheit bzw. Speichervorrichtung erweiterbar ist um wenigstens einen Aspekt des Prinzips gemäß den Ausführungsformen, beispielsweise durch Zuordnung, beispielsweise Vorsehung, wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Einrichtung zur Beaufschlagung des Steueranschlusses wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren, beispielsweise über die erste primäre Steuerleitung, mit dem Steuersignal, b) Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise strombasiert Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise differentielle Analog/Digital-Wandlereinrichtung, c) Messeinrichtung, beispielsweise Messverstärker, zur Ermittlung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. einer Potentialdifferenz, das bzw. die mit wenigstens einer der sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, assoziiert ist bzw. sind. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens einer der vorstehenden genannten Aspekte a), b), c) in die konventionelle Speichereinheit bzw. Speichervorrichtung bzw. der konventionellen Speichereinheit bzw. Speichervorrichtung zuordenbar ist.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Recheneinrichtung, beispielsweise Vektor-Matrix-Multipliziereinrichtung, VMM, aufweisend wenigstens eine Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder der Recheneinrichtung gemäß den Ausführungsformen für wenigstens einen der folgenden Aspekte: a) Verarbeiten eines mit der bistabilen Kippstufe assoziierten Stroms, b) Auswerten eines Ausgangsstroms der bistabilen Kippstufe, c) Ermitteln einer Summe von Ausgangsströmen bistabiler Kippstufen mehrerer Speichereinheiten, beispielsweise Speicherzellen, der Vorrichtung, d) Bereitstellen einer Recheneinrichtung, beispielsweise für Algorithmen der künstlichen Intelligenz, beispielsweise zum Ausführen einer Inferenz eines künstlichen neuronalen Netzes, e) Erweitern einer, beispielsweise konventionellen, Speicherzelle, beispielsweise für ein Auslesen bzw. Ermitteln eines Ausgangsstroms der bistabilen Kippstufe.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 schematisch ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 2 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
- 3 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen,
- 4 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen,
- 5 schematisch ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen,
- 6 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen,
- 7 schematisch Aspekte von Verwendungen gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen.
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Beispielhafte Ausführungsformen, siehe z.B. 1, 2 und 3, beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung 100 (1), die wenigstens eine Speichereinheit, beispielsweise Speicherzelle, 110 aufweist, wobei die wenigstens eine Speichereinheit 110 eine bistabile Kippstufe KS und zwei Zugangstransistoren T5, T6 zur steuerbaren Verbindung der bistabilen Kippstufe KS mit zwei mit der wenigstens einen Speichereinheit 110 assoziierten sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, SL2a, SL2b aufweist, wobei beispielsweise die Verbindung der bistabilen Kippstufe KS mit den zwei sekundären Steuerleitungen SL2a, SL2b mittels einer ersten primären Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, SL1-1 steuerbar ist, wobei das Verfahren aufweist: Beaufschlagen 200 eines Steueranschlusses T5-G (1) (z.B. Gateelektrode, im Falle einer Ausbildung des Transistors T5 als MOSFET) wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren T5, T6 mit einem Steuersignal, beispielsweise einer Steuerspannung, V-CTRL derart, dass eine Laststrecke T5-LS des wenigstens einen Zugangstransistors T5, beispielsweise gegenüber einem hochohmigen Zustand der Laststrecke T5-LS des wenigstens einen Zugangstransistors T5, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist, beispielsweise gegenüber einem niederohmigen Zustand der Laststrecke T5-LS des wenigstens einen Zugangstransistors T5 schlechter elektrisch leitfähig, Ermitteln 202 einer ersten Größe G1, die wenigstens einen durch die Laststrecke T5-LS des wenigstens einen Zugangstransistors T5 fließenden Strom I1a charakterisiert.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können dadurch z.B. Informationen über einen Speicherinhalt der wenigstens einen Speichereinheit 110 erlangt werden.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen z.B. auf ggf. vorhandene mehrere Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., 110-11, ... der Speichervorrichtung 100 angewandt werden, wodurch z.B. Informationen über einen Speicherinhalt der mehreren Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., 110-11, ... der Speichervorrichtung erlangt werden, beispielsweise gleichzeitig, was bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise zur Ausführung von Rechenoperationen basierend auf den erlangten Informationen verwendbar ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen 200 des Steueranschlusses T5-G des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren T5, T6 mit dem Steuersignal V-CTRL über die primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, SL1-1 ausgeführt wird.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, ist die wenigstens eine Speichereinheit 110 als statische RAM (random access memory) Speicherzelle ausgebildet bzw. bildet eine statische RAM Speicherzelle.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, weist die bistabile Kippstufe KS mehrere Feldeffekttransistoren T1, T2, T3, T4, z.B. vom MOSFET-Typ, auf, die z.B. in der in 1 abgebildeten Weise verschaltet sind. Das Bezugszeichen BP1 symbolisiert beispielhaft ein erstes elektrisches Bezugspotential, beispielsweise Massepotential. Das Bezugszeichen BP2 symbolisiert beispielhaft ein zweites elektrisches Bezugspotential, beispielsweise Betriebsspannungspotential, das von dem Massepotential BP1 verschieden ist.
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Element N1 symbolisiert beispielhaft einen ersten Schaltungsknotenpunkt der bistabilen Kippstufe KS, an dem ein Speicherinhalt der Speichereinheit 110 in Form eines elektrischen Potentials vorhanden ist, z.B. charakterisierend einen von zwei möglichen Zuständen, z.B. „1“ oder „0“. Ein hierzu inverser Zustand ist in Form eines elektrischen Potentials an dem zweiten Schaltungsknotenpunkt N2 vorhanden.
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Für ein Beschreiben und/oder Auslesen der Speichereinheit, beispielsweise gemäß einem konventionellen Verfahren, werden die Zugangstransistoren T5, T6 z.B. beide über die Wortleitung SL1-1 aktiviert, also z.B. mit einer Gate-Source-Spannung beaufschlagt, die, z.B. vergleichsweise weit, über der Schwellspannung der Zugangstransistoren T5, T6 liegt.
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Beim Auslesen kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen sodann über die wenigstens eine Bitleitung SL2a (oder z.B. über beide Bitleitungen SL2a, SL2b) das Potential an den Schaltungsknotenpunkten N1, N2 ermittelt, beispielsweise durch eine Spannungsmessung erfasst, werden.
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Beim Schreiben kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen ein entsprechender Wert über die wenigstens eine Bitleitung SL2a (oder z.B. über beide Bitleitungen SL2a, SL2b) vorgegeben werden, z.B. in Form eines jeweiligen elektrischen Potentials, mit dem die Bitleitung(en) beaufschlagt wird(werden).
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Im Unterschied zu dem Auslesen der Speichereinheit 110, bei dem die Zugangstransistoren T5, T6 z.B. beide über die Wortleitung SL1-1 aktiviert, also z.B. mit einer Gate-Source-Spannung beaufschlagt, werden die, z.B. vergleichsweise weit, über der Schwellspannung der Zugangstransistoren T5, T6 liegt, wird bei dem Beaufschlagen 200 gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen eine Gate-Source-Spannung für wenigstens den Zugangstransistor T5, beispielsweise für beide Zugangstransistoren T5, T6, gewählt, beispielsweise angelegt, beispielsweise wiederum über die Wortleitung SL1-1 (s. auch Block 200a gemäß 3), die beispielsweise kleiner oder gleich der Schwellspannung der Zugangstransistoren T5, T6 ist, so dass, z.B. anstelle einer Ermittlung des elektrischen Potentials der Schaltungsknotenpunkte N1, N2, der vorstehend beschriebene Strom I1a ermittelbar ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen sind die zwei Zugangstransistoren T5, T6 als Feldeffekttransistoren, z.B. vom MOSFET-Typ, ausgebildet, z.B. ebenso bzw. ähnlich wie die Transistoren T1, T2, T3, T4.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 3, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Beaufschlagen 200b beider Zugangstransistoren T5, T6 mit dem Steuersignal V-CTRL, beispielsweise über die primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung SL1-1. Somit kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. das Ermitteln 202 (3) der ersten Größe G1 z.B. basierend auf zwei Strömen I1a, I1b ausgeführt werden, von denen ein erster Strom I1a ein durch die Laststrecke (z.B. Drain-Source-Strecke) T5-LS des ersten Zugangstransistors T5 fließender Strom ist, und von denen ein zweiter Strom I1b ein durch die Laststrecke des zweiten Zugangstransistors T6 fließender Strom ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die erste Größe G1 basierend auf dem ersten Strom I1a und dem zweiten Strom I1b, beispielsweise unter Verwendung eines differentiellen Messprinzips, ermittelt werden.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 3, ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen 200 des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren T5, T6 mit dem Steuersignal V-CTRL derart, dass die Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors T5, T6, beispielsweise gegenüber dem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist (aber z.B. schlechter elektrisch leitfähig als in einem niederohmigen Zustand, z.B. im Falle eines Feldeffekttransistors charakterisierbar durch einen Widerstand RDS,on), aufweist: Beaufschlagen 200c des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren mit einer Steuerspannung, die kleiner oder gleich einer Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors T5, T6 ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ermöglicht die Einstellung der Steuerspannung V-CTRL kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors T5, T6 eine, beispielsweise gezielte, „Entnahme“ elektrischer Ladung aus der bistabilen Kippstufe KS, also beispielsweise ein gezieltes Ableiten eines elektrischen Stroms durch den wenigstens einen Zugangstransistor T5, T6 aus der bistabilen Kippstufe KS, wobei ein Wert des Stroms z.B. auch von dem Zustand der bistabilen Kippstufe KS abhängt, also dem Speicherinhalt der Speichereinheit 110.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, ist vorgesehen, dass die Speichervorrichtung mehrere Speichereinheiten, beispielsweise Speicherzellen, 110-1, 110-2, ..., 110-11, ... aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Beaufschlagen 210 (4) eines jeweiligen Steueranschlusses wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren T5, T6 (1) der mehreren Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., 110-11, ... mit dem Steuersignal V-CTRL, beispielsweise der Steuerspannung, derart, dass eine Laststrecke des jeweiligen wenigstens einen Zugangstransistors der mehreren Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., 110-11, ..., beispielsweise gegenüber einem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist (z.B. durch Wahl der Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors), Ermitteln 212 (4) der ersten Größe G1, die eine Summe von durch die jeweiligen Laststrecken des wenigstens einen Zugangstransistors der mehreren Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., 110-11, ... fließende Ströme charakterisiert, wobei diese Summe z.B. ein Summenstrom aus den Strömen der einzelnen Zugangstransistoren sein kann, wie er z.B. über wenigstens eine der sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, leitbar ist, z.B. zu einer Einrichtung zur Ermittlung der ersten Größe bzw. des Summenstroms, z.B. aufweisend wenigstens eine Messeinrichtung.
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2 zeigt beispielhaft eine z.B. matrixförmige (Spalten und/oder Zeilen aufweisende) Anordnung mehrerer Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., 110-11, ... gemäß beispielhaften Ausführungsformen, wobei beispielsweise jeweils einer Mehrzahl von Speichereinheiten 110-1, 110-2, 110-3, ..., 110-9, 110-10, 110-11, ... jeweils eine primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, SL1-1, SL1-2 zugeordnet ist. Damit sind bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. die Speichereinheiten 110-1, 110-2, 110-3, ... einer ersten Zeile gemäß 2 mittels der ersten Wortleitung SL1-1 ansteuerbar, z.B. zumindest zeitweise mit der Steuerspannung V-CTRL (1), z.B. zur Beaufschlagung 200a der Zugangstransistoren T5, T6. Vergleichbar sind damit bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. die Speichereinheiten 110-9, 110-10, 110-11, ... einer zweiten Zeile gemäß 2 mittels der zweiten Wortleitung SL1-2 ansteuerbar, z.B. zumindest zeitweise mit der Steuerspannung V-CTRL (1), z.B. zur Beaufschlagung der Zugangstransistoren T5, T6, usw.
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Beispielsweise weist jede der Mehrzahl von Speichereinheiten 110-1, 110-2, 110-3, ..., 110-9, 110-10, 110-11, ... gemäß 2 eine Konfiguration ähnlich oder identisch zu 1 auf, wobei z.B. entsprechende Bitleitungen in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht abgebildet sind. Beispielhaft symbolisieren jedoch die Punkte „..." aus 1 eine optionale Kombination der Speichereinheit 110 gemäß 1 mit weiteren, nicht in 1 abgebildeten Speichereinheiten, z.B. ähnlich der Anordnung aus 2, wobei sich die Speichereinheit 110 gemäß 1 die Wortleitung SL1-1 und/oder die Bitleitungen SL2a, SL2b mit jeweils weiteren anderen Speichereinheiten teilt.
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Element I2a in 1 symbolisiert zudem beispielhaft einen Strom, der bei einer Beaufschlagung 200 (3) einer nicht in 1 abgebildeten weiteren Speichereinheit gemäß beispielhaften Ausführungsformen entnommen wird, und der z.B. zur Bildung der ersten Größe G1, beispielsweise implizit, beispielsweise durch eine Zuordnung zu derselben Bitleitung SL2a, mit dem Strom I1a der Kippstufe KS addierbar ist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 4, ist vorgesehen, dass das Beaufschlagen 210 unter Verwendung wenigstens der ersten primären Steuerleitung SL1-1 ausgeführt wird, s. Block 210a aus 4.
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Mit anderen Worten ist bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen vorgesehen, dass mehrere Speichereinheiten, beispielsweise Speicherzellen, der Speichervorrichtung, z.B. gleichzeitig, aktiviert werden, beispielsweise durch Beaufschlagen eines jeweiligen Steueranschlusses wenigstens eines von beiden Zugangstransistoren T5, T6 (1) der mehreren Speichereinheiten mit dem Steuersignal V-CTRL, beispielsweise der Steuerspannung, derart, dass eine Laststrecke des jeweiligen wenigstens einen Zugangstransistors der mehreren Speichereinheiten, beispielsweise gegenüber einem hochohmigen Zustand der Laststrecke des wenigstens einen Zugangstransistors, zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist (z.B. durch Wahl der Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen Zugangstransistors).
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Das Aktivieren kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise durch Anlegen der betreffenden Steuerspannung V-CTRL, z.B. kleiner oder gleich der Schwellspannung, über wenigstens die erste primäre Steuerleitung, beispielsweise Wortleitung, SL1-1 erfolgen, ggf. auch über mehrere (z.B. sofern vorhanden) primäre Steuerleitungen, beispielsweise Wortleitungen, s. 2. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann ein dabei aus den jeweiligen mehreren Speichereinheiten ableitbarer Strom z.B. über wenigstens eine mit der betreffenden Speichereinheit assoziierte Bitleitung abgeleitet (und ggf. mit Strömen anderer z.B. gleichartig aktivierter Speichereinheiten addiert), und optional z.B. gemessen, werden.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 3, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ermitteln 202a der ersten Größe G1 mit einer, beispielsweise strombasierten, Analog/Digital-Wandlereinrichtung 304 (s. 5), beispielsweise einer differentiellen Analog/Digital-Wandlereinrichtung, und/oder mit einer anderen hierfür geeigneten Ermittlungseinrichtung, beispielsweise Messeinrichtung.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Ermittlungseinrichtung, beispielsweise Messeinrichtung, mit wenigstens einer der Bitleitungen SL2a, SL2b (1) verbunden und/oder verbindbar ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Ermittlungseinrichtung, beispielsweise Messeinrichtung, z.B. kombinierbar ist mit einer, z.B. integrierbar ist in eine, bestehende, z.B. konventionelle Messeinrichtung, die beispielsweise bei einer vollständigen Aktivierung der Zugangstransistoren T5, T6 für ein Auslesen eines Inhalts der Speichereinheit(en) ausgebildet ist, was beispielsweise mit einer Spannungsmessung ausführbar ist.
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5 zeigt schematisch ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen. Abgebildet ist eine Speichereinheit 110a, die z.B. eine zu der Konfiguration 110 gemäß 1 ähnliche bzw. identische Konfiguration aufweist.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 5, beziehen sich auf eine Vorrichtung 300 zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 5, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 300 wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Einrichtung 302 zur Beaufschlagung des Steueranschlusses T5-G, T6-G wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren T5, T6, beispielsweise über die erste primäre Steuerleitung SL1-1, mit dem Steuersignal V-CTRL, b) Analog/Digital-Wandlereinrichtung 304, beispielsweise strombasierte Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise differentielle Analog/Digital-Wandlereinrichtung, c) Messeinrichtung 306, beispielsweise Messverstärker, zur Ermittlung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. einer Potentialdifferenz, das bzw. die mit wenigstens einer der sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, SL2a, SL2b assoziiert ist bzw. sind.
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Beispielsweise ist die erste Größe G1, z.B. als Summenstrom I1a +I2a, mittels der Analog/Digital-Wandlereinrichtung 304 erfassbar.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Analog/Digital-Wandlereinrichtung 304 z.B. einer konventionellen Speicherzelle bzw. einer konventionellen Messeinrichtung 306 zugeordnet werden.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die Analog/Digital-Wandlereinrichtung auch z.B. in einer konventionellen Messeinrichtung 306, wie sie z.B. für ein konventionelles Auslesen der Speichereinheit 110a verwendbar ist, integriert werden, s. den Block 304' gemäß 5.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 5, ist die Einrichtung 302 dazu ausgebildet, zumindest zeitweise die Steuerspannung V-CTRL, z.B. für das Beaufschlagen 200, auf die erste Wortleitung SL1-1 auszugeben.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 5, ist die Einrichtung 302 dazu ausgebildet, zumindest zeitweise eine Auslesespannung V-READ, z.B. für ein konventionelles Auslesen der Speichereinheit 110a, auf die erste Wortleitung SL1-1 auszugeben (und/oder eine Spannung für das Schreiben von Informationen, nicht gezeigt).
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Mit anderen Worten kann die Vorrichtung 300, z.B. mittels der Einrichtung 302, bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen zumindest zeitweise z.B. für ein konventionelles Lesen und/oder Schreiben von Informationen bezüglich der Speichereinrichtung 110a verwendet werden, und zeitweise kann die Vorrichtung 300, z.B. mittels der Einrichtung 302, z.B. für eine Ausführung von Aspekten gemäß beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise für ein Beaufschlagen 200 (3) und/oder ein Ermitteln 202 (z.B. mittels des Blocks 304, 304').
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Element G1 aus 5 symbolisiert das Ermitteln der ersten Größe G1 assoziiert mit der einzelnen Bitleitung SL2a gemäß beispielhaften Ausführungsformen.
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Element G1' aus 5, zusammen mit Element G1, symbolisiert das Ermitteln der ersten Größe assoziiert mit beiden Bitleitungen SL2a, SL2b gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen, beispielsweise basierend auf einem differentiellen Auswertungsprinzip.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 6, ist vorgesehen, dass das Verfahren wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) zumindest zeitweises Betreiben 220 der Speichervorrichtung 100 in einer ersten, beispielsweise digitalen, Betriebsart, B-1, bei der für das Beaufschlagen bzw. Ansteuern des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren eine Steuerspannung größer der Schwellspannung des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren verwendet wird (z.B. zum konventionellen Auslesen des Speicherinhalts), b) zumindest zeitweises Betreiben 222 der Speichervorrichtung 100 in einer zweiten, beispielsweise analogen, Betriebsart, B-2, bei der für das Beaufschlagen 200 des Steueranschlusses des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren eine Steuerspannung kleiner oder gleich der Schwellspannung des wenigstens einen der beiden Zugangstransistoren verwendet wird (z.B. für ein Ermitteln wenigstens eines Stroms bzw. der ersten Größe G1, beispielsweise gemäß beispielhaften Ausführungsformen). Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können die beiden Betriebsarten B-1, B-2 dynamisch, also während eines Betriebs der Speichervorrichtung 100, gewechselt werden, beispielsweise nach einem Zeitmultiplex-Prinzip.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist auch denkbar, manche Speichereinheiten einer mehrere Speichereinheiten und z.B. auch mehrere Wortleitungen aufweisenden Speichervorrichtung, s. 2, in der ersten Betriebsart B-1 zu betreiben, und, beispielsweise gleichzeitig hierzu, andere Speichereinheiten derselben Speichervorrichtung in der zweiten Betriebsart B-2 zu betreiben. Eine Granularität hierfür kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. durch eine Architektur der Speichereinheiten je Wortleitung o.ä. vorgegeben sein.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 5, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 300 wenigstens eine Speichervorrichtung aufweist, die wenigstens eine Speichereinheit 110a, beispielsweise Speicherzelle, aufweist.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine konventionelle Speichereinheit bzw. Speichervorrichtung erweiterbar ist um wenigstens einen Aspekt des Prinzips gemäß den Ausführungsformen, beispielsweise durch Zuordnung, beispielsweise Vorsehung, wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Einrichtung 302 zur Beaufschlagung des Steueranschlusses wenigstens eines der beiden Zugangstransistoren, beispielsweise über die erste primäre Steuerleitung, mit dem Steuersignal, b) Analog/Digital-Wandlereinrichtung 304, beispielsweise strombasierte Analog/Digital-Wandlereinrichtung, beispielsweise differentielle Analog/Digital-Wandlereinrichtung, c) Messeinrichtung 306, beispielsweise Messverstärker, zur Ermittlung wenigstens eines elektrischen Potentials bzw. einer Potentialdifferenz, das bzw. die mit wenigstens einer der sekundären Steuerleitungen, beispielsweise Bitleitungen, assoziiert ist bzw. sind. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens einer der vorstehend genannten Aspekte a), b), c) in die konventionelle Speichereinheit bzw. Speichervorrichtung integrierbar bzw. der konventionellen Speichereinheit bzw. Speichervorrichtung zuordenbar ist.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 5, beziehen sich auf eine Recheneinrichtung 400, beispielsweise Vektor-Matrix-Multipliziereinrichtung VMM, aufweisend wenigstens eine Vorrichtung 300 gemäß den Ausführungsformen.
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Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 7, beziehen sich auf eine Verwendung 500 des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung 300 gemäß den Ausführungsformen und/oder der Recheneinrichtung 400, VMM gemäß den Ausführungsformen für wenigstens einen der folgenden Aspekte: a) Verarbeiten 501 eines mit der bistabilen Kippstufe KS assoziierten Stroms, b) Auswerten 502 eines Ausgangsstroms der bistabilen Kippstufe KS, c) Ermitteln 503 einer Summe von Ausgangsströmen bistabiler Kippstufen mehrerer Speichereinheiten 110-1, 110-2, ..., beispielsweise Speicherzellen, der Vorrichtung 300, d) Bereitstellen 504 einer Recheneinrichtung 400, beispielsweise für compute-in-memory Verfahren, z.B. für Algorithmen der künstlichen Intelligenz, beispielsweise zum Ausführen einer Inferenz eines künstlichen neuronalen Netzes, e) Erweitern 505 einer, beispielsweise konventionellen, Speicherzelle, beispielsweise für ein Auslesen bzw. Ermitteln eines Ausgangsstroms der bistabilen Kippstufe KS.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen z.B. dazu verwendet werden, ein, beispielsweise bestehendes, SRAM (statisches RAM)-Makro (z.B. Struktur aufweisend eine Mehrzahl von Speicherzellen) zu modifizieren, z.B. zu erweitern, beispielsweise ohne die Speicherzellen als solche zu verändern, wodurch sich z.B. die Größe der bestehenden Speicherzellen nicht ändert, z.B. ebenso wenig wie deren Akzeptanz am Markt.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen dazu verwendet werden, beispielsweise allein, die Einrichtung 302 zu modifizieren, und/oder die Einrichtung 304, 304' zu ergänzen, z.B. in eine bestehende Einrichtung 306 für ein konventionelles Auslesen der Speicherzellen zu integrieren. Alternativ oder ergänzend kann z.B. eine konventionelle Einrichtung 306 für ein konventionelles Auslesen der Speicherzellen dahingehend erweitert werden, dass sie die erste Größe G1 ermitteln kann, beispielsweise durch Erfassen, z.B. Messen, von Strömen, die mit wenigstens einer Bitleitung SL2a, SL2b assoziiert sind.
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Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das Beaufschlagen 200 (3), z.B. mittels der Einrichtung 302, z.B. für mehrere Wortleitungen SL1-1, SL1-2, ... gleichzeitig ausgeführt werden, beispielsweise mittels einer Steuerspannung V-CTRL kleiner gleich der Schwellspannung der verwendeten Zugangstransistoren T5, T6. Wie vorstehend bereits beschrieben bewirkt die Beaufschlagung 200 mit der Steuerspannung V-CTRL kleiner gleich der Schwellspannung der verwendeten Zugangstransistoren T5, T6 bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen nicht bereits ein Aktivieren der verwendeten Zugangstransistoren T5, T6, z.B. zum Auslesen bzw. Schreiben, sondern vielmehr die Herstellung einer nichtverschwindenden (aber nicht bereits maximalen) Leitfähigkeit ihrer jeweiligen Laststrecke, um den genannten Strom zu entnehmen. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann somit z.B. ein jeweiliger Strom mehrerer Speicherzellen aufaddiert werden entlang z.B. wenigstens einer der Bitleitungen SL2a, SL2b, z.B. für das Ermitteln 202 der ersten Größe G1. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist ein differentieller Betrieb G1, G1' (5) für das Ermitteln 202 vorgesehen, was z.B. Seitenkanalattacken auf Implementierungen der Vorrichtung 300 gemäß den Ausführungsformen erschweren kann.
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Informationen zur Förderung und Unterstützung
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Das Projekt, das zu dieser Anmeldung geführt hat, wurde im Rahmen der Fördervereinbarung Nr.
826655 vom Gemeinsamen Unternehmen ECSEL (JU) gefördert. Das JU erhält Unterstützung durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und Belgien, Frankreich, Deutschland, Niederlande, Schweiz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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