电子装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电子装置及其操作方法。电子装置可以包括：交叉开关阵列，交叉开关阵列包括多个第一存储器单元、多个第二存储器单元、多条行线、多条第一列线和第二列线；以及分别联接到多条第一列线的多个模数转换器，多个模数转换器中的每一个接收参考电压。多个模数转换器中的每一个基于参考电压来确定模拟信号电压的所允许的最大值。号电压的所允许的最大值。号电压的所允许的最大值。

【技术实现步骤摘要】
电子装置及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年10月7日向韩国知识产权局提交的申请号为10
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2021
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0133461的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开的各个实施例总体上涉及一种电子装置，并且更具体地，涉及一种电子装置以及操作该电子装置的方法。

技术介绍

[0004]在神经网络中，可以使用通过简化生物神经元的功能而获得的人工神经元，并且这些人工神经元可以通过具有连接权重的连接线彼此联接。连接权重是神经网络的参数。连接权重可以是连接线的特定值，并且可以指示连接强度。神经网络可以通过使用人工神经元来执行人类认知动作或学习过程。人工神经元也可以被称为节点。
[0005]神经网络可以包括多个层。例如，神经网络可以包括输入层、隐藏层和输出层。输入层可以接收用于执行学习的输入数据并将学习数据传送到隐藏层，输出层可以基于从隐藏层中的节点接收到的信号来生成神经网络的输出数据。隐藏层可以设置在输入层与输出层之间，并且可以将从输入层传送的学习数据改变为容易预测的值。输入层中包括的节点和隐藏层中包括的节点可以通过具有连接权重的连接线彼此联接，隐藏层中包括的节点和输出层中包括的节点可以通过具有连接权重的连接线彼此联接。输入层、隐藏层和输出层中的每一个可以包括多个节点。
[0006]神经网络可以包括多个隐藏层。包括多个隐藏层的神经网络被称为深度神经网络，深度神经网络的训练被称为深度学习。隐藏层中包括的节点被称为隐藏节点。下文中，可以理解的是，训练神经网络是为了允许神经网络学习神经网络的参数。进一步地，训练后的神经网络可以被理解为已经应用所学习参数的神经网络。
[0007]此处，可以使用预设损失函数作为指标来训练神经网络。损失函数可以是用于允许神经网络通过学习来确定最优权重参数的指标。可以训练神经网络，以将使用预设损失函数获得的结果值最小化。
[0008]这种神经网络是指对生物大脑进行建模的计算架构。近来，随着神经网络技术的发展，在各种类型的电子系统中，基于一种或多种神经网络模型从输入数据中提取有效信息的技术研究已经积极展开。卷积运算占据了神经网络模型所需运算的相当一部分。
[0009]另一方面，模数转换器(ADC)可以是用于将模拟信号转换为数字信号的装置。这种ADC可以用于实施神经网络模型。例如，神经网络模型可以通过模拟信号处理方案在矩阵与向量之间执行乘法累加(MAC)运算。在这种情况下，ADC可以用于将MAC运算的结果转换为数字信号。

技术实现思路

[0010]本公开的各种实施例涉及一种可以通过根据输入数据调整模数转换器的输入范围来减少模数转换器的量化运算中出现的错误的电子装置和操作该电子装置的方法。
[0011]本公开的实施例可以提供一种电子装置。该电子装置可以包括交叉开关阵列(crossbar array)，该交叉开关阵列包括：多个第一存储器单元，分别存储多个电导值；多个第二存储器单元，每个第二存储器单元存储在多个电导值之中确定的最大电导值；多条行线，联接到多个第一存储器单元和多个第二存储器单元，并将多个输入电压供应给多个第一存储器单元和多个第二存储器单元；多条第一列线，联接到多个第一存储器单元，并被配置成分别输出使用多个输入电压和多个电导值生成的多个输出电流；以及第二列线，联接到多个第二存储器单元，并被配置成输出使用多个输入电压和多个第二存储器单元中的每一个中存储的最大电导值生成的最大输出电流。该电子装置可以包括：多个模数转换器，分别联接到多条第一列线，多个模数转换器中的每一个接收参考电压和与多个输出电流中的每一个相对应的模拟信号电压，并被配置成基于参考电压来生成与模拟信号电压相对应的数字信号，参考电压根据最大输出电流生成。多个模数转换器中的每一个基于参考电压来确定允许模拟信号电压的最大值。
[0012]本公开的实施例可以提供一种电子装置。该电子装置可以包括交叉开关阵列，该交叉开关阵列包括：多个第一存储器单元，分别存储多个电导值；多个第二存储器单元，每个第二存储器单元存储多个电导值之中的最大电导值；多条行线，联接到多个第一存储器单元和多个第二存储器单元，并将多个输入电压供应给多个第一存储器单元和多个第二存储器单元；多条第一列线，联接到多个第一存储器单元，并被配置成分别输出使用多个输入电压和多个电导值生成的多个输出电流；以及第二列线，联接到多个第二存储器单元，并被配置成输出使用多个输入电压和多个第二存储器单元中的每一个中存储的最大电导值生成的最大输出电流。该电子装置可以包括：多个模数转换器，分别联接到多条第一列线，多个模数转换器中的每一个接收参考电压和与多个输出电流中的每一个相对应的模拟信号电压，并被配置成通过将与参考电压相对应的增益应用于模拟信号电压来将模拟信号电压转换为与模拟信号电压相对应的数字信号，参考电压根据最大输出电流生成。
[0013]本公开的实施例可以提供一种操作电子装置的方法，该电子装置包括交叉开关阵列，该交叉开关阵列包括多条行线、多条第一列线、第二列线、联接到多条行线和多条第一列线的多个第一存储器单元和联接到多条行线和第二列线的多个第二存储器单元。该方法可以包括：通过多条行线来接收多个输入电压；基于多个第二存储器单元中的每一个中存储的最大电导值和多个输入电压来生成最大输出电流，最大电导值对应于多个第一存储器单元中存储的多个电导值中的最大电导值；将最大输出电流转换为参考电压；并且基于参考电压来确定输入到与多条第一列线分别联接的多个模数转换器中的每一个的模拟信号电压的所允许的最大值。
附图说明
[0014]图1A至图1D示出了根据本公开的实施例的神经网络。
[0015]图2A示出了根据本公开的实施例的电子装置。
[0016]图2B示出了根据本公开的另一实施例的电子装置。
[0017]图3示出了根据本公开的实施例的交叉开关阵列。
[0018]图4示出了根据本公开的实施例的交叉开关阵列。
[0019]图5A至图5D示出了交叉开关阵列的存储器单元。
[0020]图6A至图6C示出了图4的交叉开关阵列的运算。
[0021]图7示出了根据本公开的实施例的模数转换器。
[0022]图8示出了图7的模数转换器的运算。
[0023]图9A至图9E示出了根据本公开的实施例的模数转换器的输入范围。
[0024]图10示出了根据本公开的实施例的电子装置。
[0025]图11A至图11D示出了根据本公开的实施例的图10的第二列线。
[0026]图12A至图12D示出了根据本公开的实施例的模数转换器的运算。
[0027]图13示出了根据本公开的另一实施例的电子装置。
[0028]图14和图15是示出根据本公开的实施例的电压缓冲器的示图。
[0029]图16示出了根据本公开的又一实施例的电子装置。
[0030]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子装置，包括：交叉开关阵列，包括：多个第一存储器单元，分别存储多个电导值；多个第二存储器单元，每个第二存储器单元存储在所述多个电导值之中确定的最大电导值；多条行线，联接到所述多个第一存储器单元和所述多个第二存储器单元，并将多个输入电压供应给所述多个第一存储器单元和所述多个第二存储器单元；多条第一列线，联接到所述多个第一存储器单元，并分别输出使用所述多个输入电压和所述多个电导值生成的多个输出电流；以及第二列线，联接到所述多个第二存储器单元，并输出使用所述多个输入电压和所述多个第二存储器单元中的每一个中存储的所述最大电导值生成的最大输出电流；以及多个模数转换器，分别联接到所述多条第一列线，所述多个模数转换器中的每一个接收参考电压和与所述多个输出电流中的每一个相对应的模拟信号电压，并基于所述参考电压来生成与所述模拟信号电压相对应的数字信号，所述参考电压根据所述最大输出电流生成，其中所述多个模数转换器中的每一个基于所述参考电压来确定所述模拟信号电压的所允许的最大值。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中：所述多条第一列线通过对所述多个输入电压和所述多个电导值执行乘法累加运算来输出所述多个输出电流，并且所述第二列线通过对所述多个输入电压和所述多个第二存储器单元中的每一个中存储的所述最大电导值执行乘法累加运算来输出所述最大输出电流。3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个模数转换器中的每一个根据所述参考电压和所述多个模数转换器中设置的分辨率来确定多个比较电压，基于比较所述模拟信号电压与所述多个比较电压的结果来输出所述数字信号。4.根据权利要求3所述的电子装置，其中当所述模拟信号电压的大小大于所述参考电压的大小时，所述多个模数转换器中的每一个将所述模拟信号电压的大小改变为等于所述参考电压的大小，并且基于比较大小改变后的模拟信号电压与所述多个比较电压的结果来输出所述数字信号。5.根据权利要求1所述的电子装置，进一步包括：多个第一电流电压转换器，每个第一电流电压转换器从所述多条第一列线中的相应一条接收输出电流，并将所述输出电流转换为模拟信号电压；以及第二电流电压转换器，从所述第二列线接收所述最大输出电流并将所述最大输出电流转换成所述参考电压。6.根据权利要求5所述的电子装置，进一步包括：多个电压缓冲器，分别联接到并设置在所述多个第一电流电压转换器与所述多个模数转换器之间，并且从所述多个第一电流电压转换器接收模拟信号电压，缓冲所述模拟信号电压以消除所述模拟信号电压中包含的噪声，并将缓冲后的模拟信号电压输出到所述多个模数转换器。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其中所述多个电压缓冲器中的每一个接收所述参考电压并确定输出电压的最大值被限制为所述参考电压。8.根据权利要求7所述的电子装置，其中所述多个电压缓冲器中的每一个在相应模拟信号电压的大小大于所述参考电压的大小时，将大小与所述参考电压的大小相同的缓冲后的模拟信号电压输出到所述多个模数转换器中的相应一个。9.根据权利要求1所述的电子装置，进一步包括：数字信号处理器，基于从所述多个模数转换器中的一个输出的数字信号和所述参考电压来输出数字运算信号。10.根据权利要求9所述的电子装置，其中所述数字信号处理器输出所述数字运算信号作为对所述数字信号和与所述参考电压相对应的数字参考信号进行乘法运算的结果。11.根据权利要求9所述的电子装置，其中：所述数字信号处理器基于多个数字信号和多个参考电压输出多个数字运算信号，所述多个数字信号分别从被施加所述多个参考电压的所述多个模数转换器输出，并且所述多个参考电压中的每一个基于对多个输入电压和所述多个第二存储器单元中的每一个中存储的所述最大电导值执行乘法累加运算而生成，所述多个输入电压与在不同时间点输入的多个输入数据中的每一个相对应。12.根据权利要求11所述的电子装置，其中所述电子装置使用所述多个数字运算信号来执行数字信号处理操作。13.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个第二存储器单元中的每一个中存储的所述最大电导值与所述多个电导值中的最大一个相对应。14.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：金基荣，诸相殷，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：