一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路，涉及伊辛模型技术领域，针对现有技术中的模型电路处理规模小、扩展性低、收敛速度慢、并行处理能力低等问题提出本方案。包括：全局控制器、控制总线、自旋处理阵列及合并路由器阵列；所述全局控制器对所有自旋处理单元进行并行控制；所有自旋处理单元共享退火温度和随机数，并通过所述合并路由器阵列进行通讯传递和计算。优点在于，具有高收敛速度、高并行度、高拓展性以及低设计复杂度、低硬件资源成本，能够实现对全连接伊辛模型的高速、高并行退火处理。高并行退火处理。高并行退火处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路


[0001]本专利技术涉及伊辛模型
，尤其涉及一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路。

技术介绍

[0002]组合优化问题是在一组有限的离散对象中，找出最优对象的一类问题，如旅行商问题、最大割问题、图形着色问题、航班调度问题等，属于典型的非确定性多项式难题。伊辛模型通过一群相互连接的自旋来描述物质相变的随机过程，大多数组合优化问题能够映射到伊辛模型中，即通过求解伊辛模型就能求解组合优化问题的最优解。退火算法源于固体物质退火原理，是一种通用的优化算法，能够有效求解伊辛模型。由于组合优化问题的解空间随着变量数而爆炸式增长且冯
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诺伊曼体系结构的处理器具有固有的串行工作机制，因此冯
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诺伊曼体系结构的处理器难以快速解决组合优化问题。量子退火处理器利用超导通量量子比特求解组合优化问题，具有卓越的精度和极快的求解速度。然而，量子退火处理器要求一个极低的工作环境，且消耗了高昂的成本。这些缺点限制了其在实际中的使用。随着半导体制造技术的发展，基于CMOS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路，其特征在于，包括：全局控制器、控制总线、自旋处理阵列及合并路由器阵列；所述全局控制器对所有自旋处理单元进行并行控制；所有自旋处理单元共享退火温度和随机数，并通过所述合并路由器阵列进行通讯传递和计算。2.根据权利要求1所述一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路，其特征在于，所述全局控制器包括I/O模块、控制逻辑模块、温度调度模块和随机数发生模块；所述I/O模块，负责在用户和处理电路之间交换信息；所述控制逻辑模块负责产生相应的控制信号；所述温度调度模块和随机数发生模块分别负责产生退火温度和随机数；所述控制总线将控制信号、退火温度和随机数发送给所有的自旋处理单元。3.根据权利要求1所述一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路，其特征在于，所述自旋处理阵列包括多个自旋处理单元，每个自旋处理单元再包含256个自旋，每次处理更新一个自旋。4.根据权利要求3所述一种基于片上网络的大规模全连接伊辛模型退火处理电路，其特征在于，自旋处理单元包括一个控制单元、一个状态更新单元和一个生产单元；所述控制单元包括控制逻辑和计数器；所述控制逻辑用于接收全局控制器的指令、相应地产生本自旋处理单元内所有计算元件之间的控制信号；所述计数器用于记录256个自旋中状态为
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1的自旋数量；所述状态更新单元由一个部分和数寄存器、一个寄存器、一个寄存器、一个绝对值器、三个加法器、一个比较器、一个乘法器和一个翻转器组成；所述绝对值器和加法器用于接收和累加相关系数，并将累加结果存于寄存器中；所述部...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚恩义，蒋东，汪祥瑞，黄展鸿，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：