[發(fā)明專利]一種動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路及其運(yùn)算控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910143504.1
• 申請(qǐng)日: 2019-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN111611534A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紹迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京知存科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/16
• 分類號(hào): G06F17/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)偏置模擬向量?矩陣乘法運(yùn)算電路及其運(yùn)算控制方法，該動(dòng)態(tài)偏置模擬向量?矩陣乘法運(yùn)算電路包括：正值權(quán)重列，常數(shù)列和減法器，減法器的數(shù)量等于正值權(quán)重列的數(shù)量且二者一一對(duì)應(yīng)連接，常數(shù)列的數(shù)量小于正值權(quán)重列的數(shù)量；減法器的被減數(shù)輸入端對(duì)應(yīng)連接正值權(quán)重列的輸出端，減數(shù)輸入端連接常數(shù)列的輸出端，輸出端輸出運(yùn)算結(jié)果；其中，多個(gè)減法器的減數(shù)輸入端連接同一常數(shù)列。在將權(quán)重寫入可編程半導(dǎo)體器件之前，將權(quán)重陣列中每一個(gè)元素均加上一個(gè)常數(shù)正值得到待配置權(quán)重陣列，將待配置權(quán)重陣列寫入正值權(quán)重列，將常數(shù)正值寫入該常數(shù)列中，以此，不需要設(shè)置負(fù)值權(quán)重列，能夠簡化電路結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路及其運(yùn)算控制方法。

背景技術(shù)

矩陣乘法運(yùn)算廣泛應(yīng)用于圖像處理、推薦系統(tǒng)、數(shù)據(jù)降維等數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，然而，傳統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)和僅靠單臺(tái)計(jì)算機(jī)基于串行的方式越來越不適應(yīng)當(dāng)前海量數(shù)據(jù)處理的要求。因此，擴(kuò)大矩陣乘法的運(yùn)算規(guī)模并降低其運(yùn)算時(shí)間，將有利于滿足矩陣分解算法處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的要求。

但是，現(xiàn)有模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路(如圖1所示)將權(quán)重存儲(chǔ)在閃存晶體管陣列當(dāng)中，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算的權(quán)重有正值也有負(fù)值，但是閃存晶體管只能存儲(chǔ)正值權(quán)重，所以，對(duì)于負(fù)值權(quán)重，需要通過減法電路來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)閃存陣列需要設(shè)置多個(gè)正值權(quán)重列和多個(gè)負(fù)值權(quán)重列，通常，正值權(quán)重列和負(fù)值權(quán)重列需要間隔設(shè)置，比如奇數(shù)列存儲(chǔ)正值權(quán)重，偶數(shù)列存儲(chǔ)負(fù)值權(quán)重，或者反之，并且一個(gè)正值權(quán)重列與一個(gè)負(fù)值權(quán)重列連接至一減法電路，形成一個(gè)可存儲(chǔ)正值也可存儲(chǔ)負(fù)值的權(quán)重列，這種方法極大地造成面積浪費(fèi)與成本開銷。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路及其運(yùn)算控制方法，能夠簡化電路結(jié)構(gòu)，有效減少元器件數(shù)量，減小電路面積，降低成本開銷，利于集成化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路，包括：可編程半導(dǎo)體器件陣列以及減法器；

該可編程半導(dǎo)體器件陣列包括：正值權(quán)重列和常數(shù)列，該減法器的數(shù)量等于該正值權(quán)重列的數(shù)量且二者一一對(duì)應(yīng)連接，該常數(shù)列的數(shù)量小于該正值權(quán)重列的數(shù)量；

其中，常數(shù)列可以是一列或者復(fù)制多列；

減法器的被減數(shù)輸入端對(duì)應(yīng)連接正值權(quán)重列的輸出端，減數(shù)輸入端連接常數(shù)列的輸出端，輸出端輸出模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算結(jié)果；

其中，多個(gè)減法器的減數(shù)輸入端連接同一常數(shù)列。

進(jìn)一步地，動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路還包括：穩(wěn)流模塊，該穩(wěn)流模塊連接在該常數(shù)列的輸出端。

進(jìn)一步地，動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路還包括：

編程電路，連接可編程半導(dǎo)體器件陣列中每一個(gè)可編程半導(dǎo)體器件的源極、柵極和/或襯底，用于調(diào)控可編程半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

進(jìn)一步地，該編程電路包括：電壓產(chǎn)生電路和電壓控制電路，該電壓產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生編程電壓或者擦除電壓，該電壓控制電路用于將該編程電壓加載至選定的可編程半導(dǎo)體器件的源極，或者，將擦除電壓加載至選定的可編程半導(dǎo)體器件的柵極或襯底，以調(diào)控可編程半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

進(jìn)一步地，動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路還包括：

控制器，連接該編程電路，通過控制該編程電路工作，控制投入工作的可編程半導(dǎo)體器件的數(shù)量以及各可編程半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

進(jìn)一步地，動(dòng)態(tài)偏置模擬向量-矩陣乘法運(yùn)算電路還包括：行列譯碼器，用于選通待編程的可編程半導(dǎo)體器件。

進(jìn)一步地，該可編程半導(dǎo)體器件采用浮柵晶體管。