具有电容元件的脉冲宽度控制的向量矩阵乘法单元的装置及其控制方法制造方法及图纸

技术编号:45508727 阅读:22 留言:0更新日期:2025-06-13 17:15
本发明专利技术涉及一种脉冲宽度控制的向量矩阵乘法单元的装置以及控制所述装置的方法,在该装置中,输入模块连接到由非易失性存储部件组成的矩阵的字线,并且该装置具有输出模块,该输出模块包含具有反相输入端的放大器,并且具有反馈耦合电容以及并联开关。本发明专利技术的目的是利用双斜坡方法的改进的模拟比较器来提高能量效率。这个目的是这样实现的:非易失性存储部件由可调电容器(10)组成,以及输入模块包含将电压斜坡发生器(12)连接到字线(3)的开关(11),该开关能够由输入脉冲宽度控制,以及具有反馈耦合电容的输出模块中的放大器,该放大器作为非反相放大器(7)与矩阵的可调电容器(10)一起工作,以及用于第二阶段的参考连接到放大器的反相输入端,该参考由参考电容器(13)和与其连接的反向电压斜坡发生器(14)组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的脉冲宽度控制的向量矩阵乘法单元的装置。本专利技术还涉及一种用于控制根据权利要求1至9中任一项所述的装置的方法。


技术介绍

1、近年来,人们对通过存储单元来执行模拟向量矩阵乘法越来越感兴趣,存储单元代表被乘数。存储单元以矩阵形式排列,并表示系数,输入值施加在水平线(即字线)上,该水平线是字线。累加运算通常根据基尔霍夫定律(kirchhoff’s law)来执行,其中对存储单元的输出电流进行求和计算。

2、这种类型的装置主要应用于人工神经网络的计算或微分方程的求解。

3、一种选择是采用非易失性存储器,例如电阻式存储设备(例如ielmini等人2018年在《nature electronics》发表的“in-memory computing with resistive switchingdevices”)。在该选择中,使用欧姆定律进行乘法运算,例如,将电压施加到矩阵的字线,并且测量从矩阵的位线输出的总电流。

4、根据这种方法,执行模拟向量矩阵乘法,需要将数字数据转换成用于字线的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种脉冲宽度控制的向量矩阵乘法单元的装置,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,时间-电压转换器包括参考电压斜坡发生器和开关,所述开关由输入脉冲宽度控制,所述开关的一个开关端连接到参考电压斜坡发生器,所述开关的第二开关端连接到矩阵的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述矩阵采用差分元件,每个差分元件具有正可调电容器(15)和负可调电容器(16),并且正可调电容器和负可调电容器连接到公共的位线(5)并且每个正可调电容器和负可调电容器具有各自的字线(3),每条字线(3)在输入模块中与各自的开关(11)相关联,所述开关连接到方向相反...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种脉冲宽度控制的向量矩阵乘法单元的装置,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,时间-电压转换器包括参考电压斜坡发生器和开关,所述开关由输入脉冲宽度控制,所述开关的一个开关端连接到参考电压斜坡发生器,所述开关的第二开关端连接到矩阵的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述矩阵采用差分元件,每个差分元件具有正可调电容器(15)和负可调电容器(16),并且正可调电容器和负可调电容器连接到公共的位线(5)并且每个正可调电容器和负可调电容器具有各自的字线(3),每条字线(3)在输入模块中与各自的开关(11)相关联,所述开关连接到方向相反的电压斜坡(12)并且能够由相同的输入脉冲宽度(2)控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其特征在于,反向电压斜坡(14)连接到一个或多个另外的开关,所述开关配置为使得如果输入脉冲宽度(2)存在不同的符号,则所述反向电压斜坡(14)能够互换。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其特征在于,另外的偏移电容器(17)连接到放大器(7)的反相输入端,所述偏移电容器(17)连接到另一的电压斜坡(18),从而实现放大器输出电压的偏移。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其特征在于,一个比较器输入端(19)连接到电容器(20),所述电容器(20)还通过开关(21)连接到电压斜坡发生器(22),其中所述开关配置为由比较器输出端(23)控制,并且另一个比较器输入端(24)连接到放大器(7)的输出端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置,其特征在于,比较器(9)由输入晶体管(25)组成,其中比较器的一个输入端连接到源极端子,比较器的另一个输入端连接到输入晶体管(25)的栅极端子,输入晶体管(25)的漏极端子连接到电容器(26),所述电容器可选地也能够是晶体管的杂散电容,并且输入晶体管(25)的漏极端子连接到另一个输出晶体管(27)的栅极端,其中电容器(26...

【专利技术属性】
技术研发人员:KU·德玛斯休思V·波日达耶夫
申请(专利权)人:塞姆隆有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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