一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器及其方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器及其方法。卷积运算加速器包括：数据存储模块，用于数据的读写和传输；数据分发模块，用于将从数据存储模块中读取的权重矩阵展开成列向量的形式并组成新的权重矩阵传输给光电计算阵列，以及用于将从数据存储模块中读取的激活值数据拆分成单比特的形式并传输给光电计算阵列；光电计算阵列，用于对输入数据进行乘法运算；A/D转换模块，用于将光电计算阵列的计算结果由模拟信号转化为数字信号；累加器模块，用于对经A/D转换后的计算结果进行移位累加，并最终输出计算结果。本发明专利技术的卷积运算加速器拥有巨大的计算能效，在相同操作数的情况下，比传统计算器件更为节省功耗。

A Convolutional Operational Accelerator Based on Photoelectric Computing Array and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器及其方法
本专利技术涉及卷积运算加速器，尤其涉及一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器及其方法。
技术介绍
卷积神经网络在机器视觉、图像分类识别等多个领域得到了广泛的应用，并且取得了很好的效果。其中卷积操作是卷积神经网络中主要的运算模式。在卷积操作中，由于参数众多，而传统器件对器件面积和器件功耗的限制，不能将整个卷积运算展开，所以经常需要对一个卷积运算进行拆分多次进行计算，导致传统器件计算能力很有限。光电计算阵列和传统器件相比，在相同的器件面积下可以集成更为丰富的光电计算单元，并且器件的运算功耗很低，所以如果使用光电计算阵列来计算卷积，一方面可以获得极大的计算力，提高运算吞吐率，另一方面能极大提高计算能效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统器件卷积计算能力的不足，提供一种高计算力、高计算能效的基于光电计算阵列的卷积运算加速器。本专利技术的另外一个目的是提供该卷积运算加速器的运算方法。本专利技术装置采用的技术方案如下：一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器，包括：数据存储模块，用于数据的读写和传输；数据分发模块，用于将从数据存储模块中读取的权重矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器，其特征在于，包括：数据存储模块，用于数据的读写和传输；数据分发模块，用于将从数据存储模块中读取的权重矩阵展开成列向量的形式并组成新的权重矩阵传输给光电计算阵列，以及用于将从数据存储模块中读取的激活值数据拆分成单比特的形式并传输给光电计算阵列；光电计算阵列，用于对输入数据进行乘法运算；A/D转换模块，用于将光电计算阵列的计算结果由模拟信号转化为数字信号；累加器模块，用于对经A/D转换后的计算结果进行移位累加，并最终输出计算结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器，其特征在于，包括：数据存储模块，用于数据的读写和传输；数据分发模块，用于将从数据存储模块中读取的权重矩阵展开成列向量的形式并组成新的权重矩阵传输给光电计算阵列，以及用于将从数据存储模块中读取的激活值数据拆分成单比特的形式并传输给光电计算阵列；光电计算阵列，用于对输入数据进行乘法运算；A/D转换模块，用于将光电计算阵列的计算结果由模拟信号转化为数字信号；累加器模块，用于对经A/D转换后的计算结果进行移位累加，并最终输出计算结果。2.根据权利要求1所述的一种基于光电计算阵列的卷积运算加速器，其特征在于，所述光电计算阵列由多个光电计算单元周期性排列组成，每个光电计算单元包括发光单元和计算单元，发光单元发出的光入射到计算单元中；每个计算单元包括载流子控制区、耦合区、以及光生载流子收集区和读出区；所述载流子控制区用于控制并调制光生载流子收集区和读出区内的载流子；所述光生载流子收集区和读出区中的收集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑶，孙华庆，王宇宣，
申请(专利权)人：南京惟心光电系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32