[發明專利]一種近傳感器視覺感知處理芯片及物聯網傳感裝置

有效

• 申請號: 201910502512.0
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110288510B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 喬飛;劉哲宇;賈凱歌;楊華中
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T1/40
• 分類號: G06T1/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

1.一種近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，包括：控制單元和模擬處理單元；

所述控制單元用于將二值化模擬數據輸入至所述模擬處理單元，其中所述二值化模擬數據是由傳感器獲取到的模擬電壓信號和與所述模擬電壓信號相對應的權值信號所構成；

所述模擬處理單元用于對接收到的所述二值化模擬數據進行處理，獲取與所述模擬電壓信號相對應的電流值；

所述模擬處理單元包括：乘法累加陣列和整流池化模塊；

其中，所述乘法累加陣列用于對所述二值化模擬數據進行卷積運算，獲取相應的差分對電壓信號；

所述整流池化模塊用于對所述差分對電壓信號進行整流池化，獲取與所述模擬電壓信號相對應的電流值；

所述乘法累加陣列包括多個乘法累加模塊；

每個所述乘法累加模塊包括：多個并聯的開關電容陣列和與所述多個并聯的開關電容陣列相串聯的開關電容積分器；

所述開關電容陣列用于將接收到的所述權值信號配置給對應的所述模擬電壓信號，并完成二值化乘法運算；

所述開關電容積分器用于將接收到的每個所述開關電容陣列獲取到的所述二值化乘法運算數據進行累加運算，獲取相應的差分對電壓信號。

2.根據權利要求1所述的近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，所述開關電容陣列包括權值符號判斷開關和電容陣列；

所述權值符號判斷開關用于根據所述權值信號判斷所述模擬電壓信號進入所述電容陣列的方式；

所述電容陣列用于構建可配置權值網絡，所述可配置權值網絡用于決定所述模擬電壓信號通過所述電容陣列的方式。

3.根據權利要求2所述的近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，所有所述乘法累加模塊陣列式分布于所述乘法累加陣列中；

所述控制單元還用于控制輸入至所述乘法累加陣列中位于同一行的所述乘法累加模塊的所述模擬電壓信號相同，以及輸入至所述乘法累加陣列中位于同一列的所述乘法累加模塊的所述權值信號相同。

4.根據權利要求3所述的近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，

所述近傳感器視覺感知處理芯片還包括數字存儲單元；所述數字存儲單元用于存儲所述權值信號；

所述控制單元還用于，控制所述乘法累加陣列對所有所述乘法累加模塊的運算結果進行卷積運算的時序，所述乘法累加陣列的輸出為所述差分對電壓信號。

5.根據權利要求1所述的近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，

所述整流池化模塊包括：整流單元和池化單元；

所述整流單元用于對所述差分對電壓信號進行整流，獲取與所述差分對電壓信號相對應的線性電流信號；

所述池化單元用于對所述線性電流信號進行池化，獲取與所述模擬電壓信號相對應的電流值。

6.根據權利要求5所述的近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，

所述整流池化模塊為電流型WTA電路；所述電流型WTA電路用于對獲取到的所述差分對電壓信號進行處理，獲取與所述模擬電壓信號相對應的輸入電流中的最大值。

7.根據權利要求1-6任一項所述的近傳感器視覺感知處理芯片，其特征在于，所述控制單元為分層狀態機；所述近傳感器視覺感知處理芯片采用180nm標準CMOS工藝制作，并采用FPGA自定義設計板對所述近傳感器視覺感知處理芯片進行測試。

8.一種常開型物聯網傳感裝置，其特征在于，所述裝置包括：CMOS圖像傳感器、權利要求1-6任一項所述的近傳感器視覺感知處理芯片和通信模塊；

所述CMOS圖像傳感器用于獲取到與指定圖像相對應的模擬電壓信號；

所述近傳感器視覺感知處理芯片用于將所述模擬電壓信號進行近傳感器處理，輸出與所述模擬電壓信號相對應的電流值；

所述通信模塊將所述電流值發送至物聯網的處理中心。