[發明專利]電流值可變的電流積分和電荷共享的多位卷積運算模組

有效

• 申請號: 202010260236.4
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111611528B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 阿隆索·莫爾加多;劉洪杰
• 申請（專利權）人: 深圳市九天睿芯科技有限公司
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 深圳國新南方知識產權代理有限公司 44374
• 代理人: 周雷

1.電流值可變的電流積分和電荷共享的多位卷積運算模組，其特征在于，包括:

至少一個數字輸入x_i，至少一個數模轉換器DAC，至少一個權重w_ji，由多個卷積運算單元構成的卷積運算陣列，至少一個輸出y_j；

所述數字輸入x_i由DAC按照給定的位數轉換為模擬信號的電流Ix_i在電路中傳輸；

所述權重w_ji，j表示該權重是第j窗口的權重索引，w_ji,k是權重w_ji第k位上的值，k∈[1，B]，其中B指二進制的最高位，每一位w_ji,k對應一個卷積運算單元且w_ji,k是0或1；

所述的卷積運算陣列的規模為i*j*k，i方向是輸入方向，j方向是卷積窗口方向，k方向卷積運算單元依權重w_ji的每一位w_ji,k由低位到高排列；

每個所述卷積運算單元包括輸入電流、開關、至少一個控制信號、節點a_ji,k、至少一個電容，k方向卷積運算單元內輸入電流Ix_i依位2倍遞增，第k位對應卷積運算單元內的電流為2^(k-1)*Ix_i；

所述控制信號控制電容的電流的積分，控制信號為接通狀態，電流Ix_i經過開關，通過與電容上極板連接的節點a_ji,k進入電容內積分，所有電容積分時間同為T，積累的電荷為2^(k-1)*Ix_i*T，節點a_ji,k的電壓為x_i*w_ji,k*2^(k-1)的乘法結果，控制信號為斷開狀態時，電流Ix_i積分積累的電荷為0，a_ji,k處的電壓為0；

所述y_j是通過短接一個i*k面的所有卷積運算單元內節點a_ji,k，每個卷積運算單元內電容間電荷共享，得到的組合節點的電壓是卷積計算的輸出結果。

2.如權利要求1所述的模組，所述x_i對應的1*k個卷積運算單元的組合電壓為x_i*w_ji的結果，一個i*k面的卷積運算單元組合節點的電壓為∑x_i·w_ji的結果，完成一次卷積核和輸入矩陣的卷積過程的運算。

3.如權利要求1或2所述的模組，其特征在于，所述的控制信號一直為接通或者一直為斷開。

4.如權利要求3所述的模組，其特征在于，所述的電容可以替換為電阻。

5.如權利要求4所述的模組，其特征在于，當組合節點的累積電壓擺動高于模數轉換器ADC的輸入范圍，輸出y_j在連接模數轉換器ADC前并聯衰減電容器，調整累積電壓的全刻度范圍。

6.如權利要求5所述的模組，其特征在于，所述開關為虛擬開關或電流器，減弱電流鏡上的反沖或瞬態效應。

7.如權利要求1或6所述的模組，其特征在于，所述的電流2倍遞增可以通過加上一組電流放大器依位對電流2倍放大。