本发明专利技术提供了一种CMOS像素内感算一体化电路系统及一体运算方法，包括多个像素电路单元组成的用于实现光电流卷积计算的像素阵列模块、用于提供权重电压值的权重电压产生模块、用于输出传感模式行选信号和卷积模式行选信号的行选信号电路控制模块以及用于输出像素阵列模块电流/电压值的读出信号电路模块。像素阵列模块，包括多个像素电路单元，每一个像素电路单元均包括用于将光电流信号转化为电压信号的光电流转化模块和用于对与光电流线性相关的电压信号与权重电压值相乘进而完成光电流的卷积计算权重运算模块。本发明专利技术减少了权重加载的次数，减轻外围电路的负担，提高了卷积计算的并行度，加快了运算速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电传感和集成电路，具体地，涉及一种cmos像素内感算一体化电路系统及一体运算方法。
技术介绍
1、人工智能技术与物联网的深度融合与发展对终端智能传感设备的视觉处理能力、功耗等提出了更高的要求。在传统的机器视觉系统中，图像的获取和图像的处理是分开进行的，图像的获取通常是在图像传感器上完成，它将包含图像信息的光信号转化为数字量并传输到后端芯片完成进一步的处理。后端芯片的处理过程包括低级和高级的图像处理，低级的图像处理有边缘提取、信号增强、锐化等，高级的图像处理是指物体的识别、分类和运动检测等。其中，卷积是一种非常重要的图像处理方式，在卷积计算中，利用不同的卷积核能提取到不同的图像特征，获得的图像特征可以直接作为低级图像处理的输出，也能够结合卷积神经网络完成更复杂的图像识别功能等。
2、这种传感和计算分离的系统架构存在很多问题如冗余图像信息的转化和传输、图像数据的模数转换带来的能耗等，这些因素都会限制终端传感装置性能如算力的提升。另外，连续感知需求所产生的巨大能量开销，也增加了外围电路的负担。
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【技术保护点】
1.一种CMOS像素内感算一体化电路系统，其特征在于，包括：像素阵列模块、权重电压产生模块、行选通信号电路控制模块以及读出信号电路模块；其中：
2.根据权利要求1所述的CMOS像素内感算一体化电路系统，其特征在于，所述光电流转化模块包括：光电二极管、传输管、复位管、源极跟随管、电流偏置管和存储电容；其中，所述传输管的栅极接传输控制信号，所述传输管的漏极与所述源极跟随管的栅极以及所述存储电容的正极连接，所述传输管的源极与所述光电二极管的负极连接；所述复位管的栅极接复位信号，所述复位管的漏极接电源电压,所述复位管的源极与所述传输管的漏极连接；所述源极跟随管的漏极接电源电压，所述源...
【技术特征摘要】
1.一种cmos像素内感算一体化电路系统，其特征在于，包括：像素阵列模块、权重电压产生模块、行选通信号电路控制模块以及读出信号电路模块；其中：
2.根据权利要求1所述的cmos像素内感算一体化电路系统，其特征在于，所述光电流转化模块包括：光电二极管、传输管、复位管、源极跟随管、电流偏置管和存储电容；其中，所述传输管的栅极接传输控制信号，所述传输管的漏极与所述源极跟随管的栅极以及所述存储电容的正极连接，所述传输管的源极与所述光电二极管的负极连接；所述复位管的栅极接复位信号，所述复位管的漏极接电源电压,所述复位管的源极与所述传输管的漏极连接；所述源极跟随管的漏极接电源电压，所述源极跟随管的源极与所述电流偏置管的漏极连接，所述电流偏置管的栅极接偏置信号，所述电流偏置管的源极接地，所述电流偏置管的漏极与所述源极跟随管的源极相接。
3.根据权利要求1所述的cmos像素内感算一体化电路系统，其特征在于，所述权重运算模块，包括：n个权重晶体管和一个行选通晶体管；其中，每一个所述权重晶体管的栅极均与所述光电流转化模块中的源极跟随管和偏置电流管的公共端连接，每一个所述权重晶体管的源极均作为输入端接收权重电压值，每一个所述权重晶体管的漏极均作为电路输出端并连接在一起；所述行选通晶体管的漏极与所述权重晶体管的栅极连接在一起，所述行...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘钢，史晓玲，曾剑敏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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