[發(fā)明專利]用于實現矩陣運算的方法和設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980074413.5
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN112955863A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設計）人: T·克爾希納
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G06F7/544
• 分類號: G06F7/544
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;劉春元

用于實現矩陣運算的方法，其中為了所述矩陣運算根據借助于第一憶阻器布置（102）的第一模擬相加來確定第一數字結果，其中根據借助于第二憶阻器布置（102）的第二模擬相加來確定第二數字結果，并且其中將所述第一結果和所述第二結果數字相加。用于實現矩陣運算的設備（100），其中所述設備（100）至少包括第一憶阻器布置（102）和第二憶阻器布置（102），其中所述設備（100）包括第一模數轉換器（106、116）和第二模數轉換器（106、116），并且其中所述設備（100）被構造為為了矩陣運算根據借助于所述第一憶阻器布置（102）和所述第一模數轉換器（106、116）進行的第一模擬相加來確定第一數字結果，以及根據借助于所述第二憶阻器布置（102）和所述第二模數轉換器（106、116）的第二模擬相加來確定第二數字結果。

背景技術

通過計算機從向量和匹配維度的矩陣來以數學方式確定標量積需要大量的加法和乘法，因此需要計算機中的大量存儲空間。相反，通過內存中計算借助于對應維度的矩陣來計算標量積需要較少的存儲空間。這同樣適用于微分方程組的求解。

將專用硬件（例如點積引擎）用于這種應用。

期望實現一種相對于專用硬件更有效的可能性來執(zhí)行這種計算。

發(fā)明內容

這通過獨立權利要求的主題來實現。

用于實現矩陣運算的一種相關方法規(guī)定，為了所述矩陣運算根據借助于第一憶阻器布置的第一模擬相加來確定第一數字結果，其中根據借助于第二憶阻器布置的第二模擬相加來確定第二數字結果，并且其中將所述第一結果和所述第二結果數字相加。各種憶阻器布置中的模擬相加使得可以快速計算出模擬結果。通過對模擬結果進行數字相加來完成所述矩陣運算，并將該矩陣運算數字地提供以用于進一步處理。

優(yōu)選規(guī)定，根據第一模擬結果確定所述第一數字結果，其中根據第二模擬結果確定所述第二數字結果，其中至少部分在時間上重疊地確定模擬結果。這種并行化加快了計算。

優(yōu)選規(guī)定，將第一電壓施加到所述第一憶阻器布置的第一憶阻器上，其中至少部分在時間上與此重疊地將第二電壓施加到所述第一憶阻器布置的第二憶阻器上，其中在所述第一憶阻器布置的第一輸出端上檢測第一總和電流，所述第一總和電流表征流過所述第一憶阻器和所述第二憶阻器的電流，其中至少部分在時間上與此重疊地將所述第一電壓施加到所述第二憶阻器布置的第三憶阻器上，其中至少部分在時間上與此重疊地將所述第二電壓或第三電壓施加到所述第二憶阻器布置的第四憶阻器上，其中在所述第二憶阻器布置的第二輸出端上檢測第二總和電流，所述第二總和電流表征流過所述第三憶阻器和所述第四憶阻器的電流，其中根據第一總和電流和第二總和電流確定所述結果。通過高度并行化，加快了矩陣乘法的計算。

優(yōu)選規(guī)定，根據第一矩陣的第一元素定義所述第一電壓，其中根據所述第一矩陣的第二元素定義所述第二電壓，其中根據第二矩陣的第一元素定義所述第一憶阻器的第一電阻值，其中根據所述第二矩陣的第二元素定義所述第二憶阻器的第二電阻值，并且其中所述結果表征矩陣的標量積。通過高度并行化，可以非?？焖俚貓?zhí)行標量積的計算。

優(yōu)選規(guī)定，根據所述第二矩陣的元素來對憶阻器的至少一個電阻值編程。由此為新的計算簡單地對所述裝置進行初始化。

優(yōu)選規(guī)定，根據所述第二矩陣的元素來定義或編程至少兩個憶阻器的電阻值。為了并行化，在所述裝置中多次使用同一矩陣。由此進一步加快了計算。

優(yōu)選地規(guī)定，以矩陣布置來布置多個憶阻器，其中所述第二矩陣或多個第二矩陣定義所述多個憶阻器的電阻值布置，并且其中所述矩陣布置中的憶阻器具有電阻值或用所述電阻值對所述憶阻器編程，所述電阻值在所述電阻值布置中，特別是就其索引而言，與其在所述矩陣布置中的位置相對應。該對應特別清楚。

優(yōu)選地規(guī)定，至少兩組憶阻器具有電阻值或用電阻值對至少兩組憶阻器編程，所述電阻值是根據同一第二矩陣的元素定義的。這種分組使得所述對應顯著更為容易。