加法运算方法、半导体装置及电子设备制造方法及图纸

提供一种抑制溢出的加法电路。该加法电路包括第一存储器、第二存储器、第三存储器及第四存储器。加法运算包括如下步骤：对第一存储器提供具有符号的第一数据；对第二存储器提供保存在第一存储器中的具有正的符号的第一数据；对第三存储器提供保存在第二存储器中的具有负的符号的第一数据；对保存在第二存储器中的具有正的符号的第一数据、保存在第三存储器中的具有负的符号的第一数据进行加法运算生成第二数据；对第四存储器保存第二数据。当保存在第四存储器中的第二数据都为具有正的符号的第二数据或都为具有负的符号的第二数据时，对保存在第四存储器中的所有第二数据进行加法运算。

Addition operation method, semiconductor device and electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加法运算方法、半导体装置及电子设备
本专利技术的一个方式涉及一种加法运算方法、半导体装置及电子设备。注意，本专利技术的一个方式不局限于上述
本说明书等所公开的专利技术的一个方式的
涉及一种物体、程序、方法或制造方法。尤其是，本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、它们的驱动方法或它们的制造方法。另外，在本说明书等中，半导体装置是指通过利用半导体特性而能够工作的元件、电路或装置等。作为一个例子，晶体管和二极管等半导体元件是半导体装置。此外，作为另外的例子，包含半导体元件的电路是半导体装置。此外，作为另外的例子，具备包含半导体元件的电路的装置是半导体装置。
技术介绍
随着IoT(InternetofThings：物联网)及AI(ArtificialIntelligence：人工智能)等信息技术的发展，被处理的数据量有增大的倾向。为了在电子设备中利用IoT及AI等信息技术，需要具有对大量数据进行运算处理的能力。再者，为了舒适地使用电子设备，需要为实现低功耗而抑制运算量的半导体装置。专利文献1中公开了一种通过将精度低的加法器并联使用而使其作为具有特定精度的加法器进行工作的加法运算方法及加法器的结构。[先行技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利申请公开第平9-222991号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题组合了IoT和AI的电子设备存在如何实现低功耗化的课题。另外，电子设备中使用的半导体装置需要小型化以能够被收纳到在窄小的空间内。因此，半导体装置需要在不使运算处理能力下降的情况下缩小电路规模。在AI，尤其是，例如，在深度学习(深层学习)中，通过利用机械学习可以从各种信息(图像、音声、大数据等)中抽出特征。AI包括神经网络，神经网络包括多个神经元。已知神经元模仿突触的功能进行积和运算处理。已知具有积和运算功能的电路算出多个输入信号乘于权系数的结果的总和。由于积和运算处理通过数字运算处理带符号的浮点的数据，所以存在逻辑规模变大的问题。存在功耗的大小与逻辑规模的大小成正比地增加的问题。鉴于上述问题，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种带符号的整数型加法运算方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种包括带符号的整数型加法运算方法的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种能够使神经元运算低功耗化的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的程序。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的计算方法。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置的驱动方法。注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。上述目的以外的目的可以显而易见地从说明书、附图、权利要求书等的描述中看出，并且可以从该描述中抽取上述目的以外的目的。注意，本专利技术的一个方式的目的不局限于上述目的。上述目的并不妨碍其他目的的存在。此外，其他目的是上面没有提到而将在下面的记载中进行说明的目的。所属
的普通技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽取该上面没有提到的目的。注意，本专利技术的一个方式实现上述目的及/或其他目的中的至少一个目的。解决技术问题的手段本专利技术的一个方式包括第一存储器、第二存储器、第三存储器及第四存储器。一种加法运算方法，包括如下步骤：对第一存储器提供具有符号的第一数据；对第二存储器提供保存在第一存储器中的具有正的符号的第一数据；对第三存储器提供保存在第一存储器中的具有负的符号的第一数据；当第一数据为零时进行丢弃；对保存在第二存储器中的具有正的符号的第一数据和保存在第三存储器中的具有负的符号的第一数据进行加法运算来生成第二数据；对第四存储器保存第二数据；在第四存储器中没有保存具有正的符号的第二数据时或者没有保存具有负的符号的第二数据时中的任意情况下，对保存在第四存储器中的所有第二数据进行加法运算。在上述加法运算方法中，优选第一数据及第二数据为带符号的整数的数据。在上述加法运算方法中，优选将第二数据保存在第一存储器中。一种包括第一存储器、第二存储器、第三存储器、选择器电路、第一加法电路、第二加法电路及计数器电路的半导体装置。计数器电路包括第一计数器和第二计数器。第一存储器与第一加法电路和选择器电路电连接。选择器电路与第二存储器和第三存储器电连接。第二加法电路与第二存储器和第三存储器电连接。计数器电路与第一存储器和第一加法电路电连接。第一存储器具有被赋予具有符号的第一数据的功能。第一计数器及第二计数器具有被赋予初始值的功能。第二存储器具有在没有保存的数据时输出第一下溢标志(underflowflag)的功能。第三存储器具有在没有保存的数据时输出第二下溢标志的功能。第一数据供给到第一存储器和计数器电路。计数器电路具有在被供给第一下溢标志或第二下溢标志时判断第一计数器或第二计数器的值的功能。当第一计数器或第二计数器为初始值时，第一加法电路具有对保存在第一存储器中的第一数据进行加法运算的功能。在上述各结构的半导体装置中，优选的是：选择器电路具有将保存在第一存储器中的具有正的符号的第一数据分配到第二存储器且将具有负的符号的第一数据分配到第三存储器的功能；第二加法电路具有对保存在第二存储器中的具有正的符号的第一数据和保存在第三存储器中的具有负的符号的第一数据进行加法运算生成第二数据的功能；第二数据被供给第一存储器和计数器电路，计数器电路具有在被供给第一下溢标志和第二下溢标志时判断第一计数器或第二计数器的值的功能；当第一计数器或第二计数器为初始值时，第一加法电路具有对保存在第一存储器中的第二数据进行加法运算的功能。在上述各结构中，优选第二存储器及第三存储器具有先进先出的功能。在上述各结构中，优选的是：半导体装置包括第一零插入电路和第二零插入电路，在第一下溢标志被输出而第二下溢标志未被输出的情况下，具有代替具有正的符号的第一数据由第一零插入电路供应为零的值的功能；在第二下溢标志被输出而第一下溢标志未被输出的情况下，具有代替具有负的符号的第一数据由第二零插入电路供应为零的值的功能。一种包括神经网络的半导体装置，其中神经网络包括积和运算电路，积和运算电路包括多个乘法电路以及抑制因加法导致的溢出(overflow)的第一电路。第一电路包括第一存储器、第二存储器、第三存储器及第一加法电路。乘法电路的输出数据作为第一数据被供应给第一存储器。第二存储器及第三存储器具有先进先出的功能。第二存储器被供给第一存储器保存的具有正的符号的第一数据。第三存储器被供给第一存储器保存的具有负的符号的第一数据。第一加法电路通过对第二存储器读出的具有正的符号的第一数据和第三存储器读出的具有负的符号的第一数据进行加法运算来抑制因加法运算导致的溢出。一种电子设备，优选包括上述各结构中的具有加法运算方法的半导体装置及收纳有半导体装置的框体。一种包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括第一存储器、第二存储器、第三存储器及第四存储器的加法运算方法，包括如下步骤：/n对所述第一存储器供给具有符号的第一数据；/n对所述第二存储器提供保存在所述第一存储器中的具有正的符号的所述第一数据；/n对所述第三存储器提供保存在所述第一存储器中的具有负的符号的所述第一数据；/n当所述第一数据为零时进行丢弃；/n对保存在所述第二存储器中的具有正的符号的所述第一数据和保存在所述第三存储器中的具有负的符号的所述第一数据进行加法运算来生成第二数据；/n对所述第四存储器保存所述第二数据；以及/n在所述第四存储器中没有保存有具有正的符号的所述第二数据或者没有保存有具有负的符号的所述第二数据的任意情况下，对保存在所述第四存储器中的所有所述第二数据进行加法运算。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 JP 2017-221455;20180219 JP 2018-0272381.一种包括第一存储器、第二存储器、第三存储器及第四存储器的加法运算方法，包括如下步骤：
对所述第一存储器供给具有符号的第一数据；
对所述第二存储器提供保存在所述第一存储器中的具有正的符号的所述第一数据；
对所述第三存储器提供保存在所述第一存储器中的具有负的符号的所述第一数据；
当所述第一数据为零时进行丢弃；
对保存在所述第二存储器中的具有正的符号的所述第一数据和保存在所述第三存储器中的具有负的符号的所述第一数据进行加法运算来生成第二数据；
对所述第四存储器保存所述第二数据；以及
在所述第四存储器中没有保存有具有正的符号的所述第二数据或者没有保存有具有负的符号的所述第二数据的任意情况下，对保存在所述第四存储器中的所有所述第二数据进行加法运算。


2.根据权利要求1所述的加法运算方法，其中所述第一数据及所述第二数据是带符号的整数的数据。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的加法运算方法，其中将所述第二数据保存至所述第一存储器。


4.一种半导体装置，包括：
第一存储器、第二存储器、第三存储器、选择器电路、第一加法电路、第二加法电路及计数器电路，
其中，所述计数器电路包括第一计数器和第二计数器，
所述第一存储器与所述第一加法电路和所述选择器电路电连接，
所述选择器电路与所述第二存储器和所述第三存储器电连接，
所述第二加法电路与所述第二存储器和所述第三存储器电连接，
所述计数器电路与所述第一存储器和所述第一加法电路电连接，
所述第一存储器具有被赋予具有符号的第一数据的功能，
所述第一计数器及所述第二计数器具有被赋予初始值的功能，
所述第二存储器具有在没有保存的数据时输出第一下溢标志的功能，
所述第三存储器具有在没有保存的数据时输出第二下溢标志的功能，
所述第一数据被提供至所述第一存储器和所述计数器电路，
所述计数器电路具有在被供给所述第一下溢标志或所述第二下溢标志时判断所述第一计数器或所述第二计数器的值的功能，
并且，当所述第一计数器或所述第二计数器中的任意个为初始值时，所述第一加法电路具有对保存在所述第一存储器中的所有所述第一数...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，木村肇，福留贵浩，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP