[發(fā)明專利]基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010660739.0
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111898329B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃如;劉姝涵;黃芊芊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G06F30/38
• 分類號: G06F30/38;G06N3/04;G06N3/063
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 賈曉玲

1.一種基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1）構(gòu)建一個鐵電晶體管FeFET組成的存儲陣列、一個m位的移位寄存器和一個n位的移位寄存器；其中，鐵電晶體管FeFET排列成m行n列的存儲陣列，每一行器件的柵端相連構(gòu)成字線，每一列器件的漏端相連構(gòu)成位線，每一列器件的源端相連構(gòu)成源線，將所有源線連在一起共同組成一個輸出端；m位移位寄存器每一位的輸出端分別連接于相應(yīng)的字線；n位移位寄存器每一位的輸出端分別連接于相應(yīng)的位線；

2）數(shù)據(jù)“0”對應(yīng)存儲器件的低閾值態(tài)，數(shù)據(jù)“1”對應(yīng)存儲器件的高閾值態(tài)，逐個對應(yīng)地將輸入特征圖寫入到存儲陣列中；卷積核分解成兩個向量的乘積，得到的兩個向量分別存儲于兩個移位寄存器中，并作為電壓輸入，分別施加到卷積窗口對應(yīng)的位線和字線上；

3) 除卷積窗口對應(yīng)的位線和字線外，其余位線和字線的電壓置零，從輸出端口讀取輸出電流值，得到卷積計算的一個結(jié)果；不斷移動卷積窗口，直至完成卷積核與輸入特征圖的卷積運(yùn)算，得到輸出特征圖。

2.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，所述卷積核分解成一個列向量和一個行向量的乘積矩陣。

3.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，所述卷積核若不可直接分解，則在訓(xùn)練時加約束條件將卷積核訓(xùn)練成可分解的矩陣，或按損失函數(shù)最小進(jìn)行近似分解，或分解成一系列可分解矩陣的線性疊加。

4.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，采用移位寄存器對卷積窗口中位線和/或字線的電壓進(jìn)行移位。

5.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，n位移位寄存器用于存儲卷積核分解的行向量，同時給位線輸出電壓。

6.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于， m位移位寄存器用于存儲卷積核分解的列向量，同時給字線輸出電壓。

7.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，所述FeFET器件基于MFMIS、MFIS或MFS結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求1所述的基于鐵電晶體管FeFET的卷積計算方法，其特征在于，所述FeFET器件采用鈣鈦礦型鐵電、鐵電聚合物或HfO2摻Zr、HfO2摻Al、HfO2摻Si、HfO2摻Y(jié)。