[發明專利]算術設備、算術設備的操作方法和神經網絡處理器

在審

• 申請號: 202011237219.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112925505A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 宋陳煜;金大卿;樸峻奭;宋準鎬;李世煥;張準祐;趙胤校
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F7/53
• 分類號: G06F7/53;G06F9/30;G06N3/063
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張川緒;劉燦強

公開了一種算術設備、算術設備的操作方法和神經網絡處理器。所述算術設備包括：第一操作數保持電路，被配置為：根據時鐘信號輸出第一操作數，基于包括第一操作數的最高有效位的高階位數據的位值生成指示信號，并且基于指示信號對時鐘信號進行門控，時鐘信號被施加到對第一操作數的高階位數據進行鎖存的鎖存器；第二操作數保持電路，被配置為：根據時鐘信號輸出第二操作數；以及計算電路，被配置為：基于指示信號對第一操作數的高階位數據執行數據門控，并通過使用第二操作數和由數據門控產生的修改的第一操作數執行運算來輸出運算結果。

本申請要求于2019年12月6日提交到韓國知識產權局的第10-2019-0161679號韓國專利申請的權益，所述韓國專利申請的公開通過引用全部包含于此。

技術領域

本申請涉及一種算術設備、算術設備的操作方法和神經網絡處理器。更具體地，本申請的實施例涉及使用操作數執行運算(諸如，卷積運算)的算術電路、算術電路的操作方法以及執行該操作方法的神經網絡處理器。

背景技術

神經網絡表示模仿生物大腦的計算架構。隨著神經網絡技術近來的發展，研究越來越多地在各種電子系統中使用實現一個神經網絡模型的神經網絡裝置進行分析。

神經網絡裝置需要對復雜的輸入數據執行大量的計算，這需要大量的功耗。因此，期望一種在實時分析輸入數據并提取信息時允許算術設備(如神經網絡裝置)以降低的功耗高效且快速地執行計算的技術。

發明內容

本申請的實施例涉及一種用于降低使用操作數的算術設備的操作的功耗的方法。

根據實施例的一個方面，提供了一種算術設備，所述算術設備包括：第一操作數保持電路，被配置為：基于輸入到第一操作數保持電路的第一操作數的高階位數據的位值來生成指示信號，第一操作數的高階位數據包括第一操作數的最高有效位，基于指示信號對輸入到第一操作數保持電路的時鐘信號進行門控，以生成門控的時鐘信號，基于門控的時鐘信號被施加到對第一操作數的高階位數據進行鎖存的觸發器，來生成鎖存的第一操作數的高階位數據，以及輸出第一操作數的位數據，第一操作數的位數據包括鎖存的第一操作數的高階位數據和第一操作數的低階位數據；第二操作數保持電路，被配置為基于時鐘信號輸出輸入到第二操作數保持電路的第二操作數；以及算術電路，被配置為：基于指示信號對鎖存的第一操作數的高階位數據執行數據門控，以生成數據門控的第一操作數的高階位數據，以及通過使用第二操作數和修改的第一操作數執行運算來輸出運算結果，修改的第一操作數包括數據門控的第一操作數的高階位數據以及第一操作數的低階位數據。

根據實施例的另一方面，提供了一種算術設備，所述算術設備包括：第一操作數保持電路，被配置為基于時鐘信號輸出修改的第一操作數，修改的第一操作數包括輸入到第一操作數保持電路的第一操作數的高階位數據和第一操作數的低階位數據；第二操作數保持電路，被配置為基于時鐘信號輸出輸入到第二保持電路的第二操作數；以及算術電路，被配置為通過使用第二操作數和修改的第一操作數執行運算來輸出運算結果，其中，算術電路包括：第一時鐘門控電路，被配置為通過基于第一操作數的高階位數據的值選擇性地傳遞時鐘信號來生成第一門控的時鐘信號；第一觸發器，被配置為基于第一門控的時鐘信號對第一操作數的高階位數據進行鎖存；以及第二觸發器，被配置為基于時鐘信號對第一操作數的低階位數據進行鎖存。

根據實施例的一個方面，提供了一種用于加速神經網絡的神經網絡處理器。所述神經網絡處理器包括：輸入特征保持電路，被配置為：基于時鐘信號輸出輸入特征值，基于與輸入特征值中的預定位數的高階位值對應的輸入特征高階位數據來生成指示信號，和根據指示信號的邏輯電平對時鐘信號進行門控，時鐘信號被施加到對輸入特征高階位數據進行鎖存的第一觸發器；權重保持電路，被配置為根據時鐘信號輸出權重值；以及算術電路，被配置為：根據指示信號的邏輯電平對輸入特征高階位數據執行數據門控，并且通過使用權重值和由數據門控產生的修改的輸入特征值執行乘法和累加來輸出運算結果。