算术设备以及乘积-累加算术系统技术方案

一种算术设备包括多个输入线以及多个乘积

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】算术设备以及乘积
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累加算术系统


[0001]本技术涉及一种算术设备以及一种乘积
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累加系统，其可以应用于使用模拟方法的乘积
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累加运算。

技术介绍

[0002]传统上，已经开发出了用于执行乘积
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累加运算的技术。乘积
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累加运算是将多个输入值中的每一者乘以权重并将相乘结果彼此相加的运算，并且用于例如通过神经网络等识别图像、声音等等的处理。
[0003]例如，专利文献1描述了一种模拟电路，其中以模拟方式执行乘积
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累加处理。在该模拟电路中，设置对应于多个电信号中的每一者的权重。此外，分别输出取决于对应电信号及权重的电荷，并且适当地将输出电荷累加在电容器中。基于电荷累加在其中的电容器的电压来计算表示乘积
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累加结果的待进行计算的值。因此，与例如数字处理(专利文献1的说明书[0003]段、[0049]段至[0053]段，以及[0062]段、图3等)相比，可以降低乘积
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累加运算所需的功耗。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：WO 2018/034163

技术实现思路

[0007]技术问题
[0008]这种模拟型电路的使用预计会产生神经网络等的低功耗，并且期望提供能够简化电路配置并降低乘积
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累加运算的功耗的技术。
[0009]有鉴于上述情况，本技术的目的是提供一种算术设备以及一种乘积
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累加系统，通过该算术设备以及该乘积
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累加系统，可以简化电路配置并且可以降低乘积
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累加运算的功耗。
[0010]问题的解决方案
[0011]为了实现上述目的，根据本技术的实施例的一种算术设备包括多个输入线以及多个乘积
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累加装置。
[0012]对应于输入值的电信号在预定输入周期内被输入到多个输入线中的每一者中。
[0013]多个乘积
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累加装置均包括：多个乘积单元，均基于输入到多个输入线中的每一者中的电信号而产生对应于通过将输入值乘以权重值而获得的乘积值的电荷；以及输出单元，该输出单元累加对应于由多个乘积单元的每一者产生的乘积值的电荷并且基于累加电荷而输出表示乘积值的和的乘积
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累加信号，其中，多个乘积单元包括正权重乘积单元和负权重乘积单元中的至少一个，正权重乘积单元产生对应于通过将输入值乘以正权重值所获得的乘积值的正权重电荷，负权重乘积单元产生对应于通过将输入值乘以负权重值所获得的乘积值的负权重电荷，并且多个乘积单元被配置成使得正权重值的总和与权重值的绝对
值的总和的比率为0％至100％中的任一比率，并且该输出单元包括能够分别累加正权重电荷以及负权重电荷的累加单元，基于累加单元的电压而产生通过电压表示乘积值的和的电压信号，并基于电压信号而输出乘积
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累加信号。
[0014]多个乘积
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累加装置被配置成使得多个乘积
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累加装置分别包括的多个乘积单元的权重值的绝对值的总和彼此相等。
[0015]对于该算术设备，在多个乘积
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累加装置中，对应于输入值与正权重值及负权重值的乘积值的正权重电荷以及负权重电荷在累加单元处进行累加，并且分别基于累加单元的电压而产生各自通过电压表示乘积值的和的电压信号。此外，将相应乘积
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累加装置的权重值的绝对值的总和设置为彼此相等。因此，减少了电压信号的失真，并且可以适当地执行乘积
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累加运算。因此，可以简化电路配置并通过使用电压信号来降低乘积
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累加运算的功耗。
[0016]累加单元可包括累加正权重电荷的正权重累加单元以及累加负权重电荷的负权重累加单元。在这种情况下，输出单元可以基于正权重累加单元所保持的正权重电压与负权重累加单元所保持的负权重电压之间的差分电压而产生电压信号。
[0017]输出单元可通过以预定放大系数放大差分电压而产生电压信号。
[0018]输出单元可输出通过电压表示乘积值的和的电压信号作为表示乘积值的和的乘积
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累加信号。
[0019]输出单元可通过在预定输出周期中使用定时或脉冲宽度而将电压信号转换成表示乘积值的和的乘积
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累加信号。
[0020]输出单元可基于多个乘积
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累加装置中的每一者所产生的电压信号而输出在输出周期内被归一化的乘积
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累加信号。
[0021]算术设备可进一步包括电压供应单元，其向多个乘积
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累加装置中的每一者的输出单元供应斜坡电压。在这种情况下，输出单元可通过使用电压信号的电压作为阈值执行斜坡电压的阈值确定来输出乘积
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累加信号。
[0022]输出单元可基于斜坡电压升高或降低超过电压信号的电压的定时而输出乘积
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累加信号。
[0023]算术设备可进一步包括检测单元，其从多个乘积
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累加装置分别产生的电压信号的电压中检测出最大电压作为参考电压。在这种情况下，供电单元可基于参考电压而设置斜坡电压的斜率。
[0024]供电单元可将斜坡电压设置为第一斜率。在这种情况下，输出单元可产生中间信号，该中间信号的逻辑状态在第一斜率的斜坡电压升高或降低超过电压信号的电压的定时切换。此外，检测单元可基于多个乘积
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累加装置分别产生的中间信号的逻辑和或逻辑乘积而检测参考电压。
[0025]供电单元可将斜坡电压设置为第二斜率，使得斜坡电压在输出周期结束的定时等于参考电压。在这种情况下，输出单元可输出乘积
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累加信号，该乘积
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累加信号的逻辑状态在第二斜率的斜坡电压升高或降低超过电压信号的电压的定时切换。
[0026]输出单元可暂时存储电压信号的电压。
[0027]输出单元可包括模拟存储器，该模拟存储器保持电压信号的电压。
[0028]正权重值与负权重值的绝对值可被固定为同一值。在这种情况下，所述多个乘积
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累加装置可被配置成使得所述多个乘积
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累加装置分别包括的乘积单元的总数量彼此相
等。
[0029]输入周期可被设置为电信号的输入提供累加单元的电压持续变化的过渡状态的周期。
[0030]电信号可具有对应于从对应于输入周期中的输入值的定时到输入周期的结束定时的周期的脉冲宽度。
[0031]根据本技术的实施例的一种乘积
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累加系统包括所述多个输入线以及包括多个乘积
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累加装置的网络电路。
[0032]多个乘积
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累加装置包括多个乘积单元以及输出单元。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种算术设备，包括：多个输入线，对应于输入值的电信号在预定输入周期内被输入到所述多个输入线的每一者中；以及多个乘积
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累加装置，均包括多个乘积单元，均基于输入到所述多个输入线的每一者中的所述电信号而产生对应于通过将所述输入值乘以权重值而获得的乘积值的电荷，以及输出单元，累加对应于由所述多个乘积单元的每一者产生的所述乘积值的电荷并且基于所述累加电荷而输出表示所述乘积值的和的乘积
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累加信号，其中所述多个乘积单元包括正权重乘积单元和负权重乘积单元中的至少一个，所述正权重乘积单元产生对应于通过将所述输入值乘以正权重值所获得的乘积值的正权重电荷，所述负权重乘积单元产生对应于通过将所述输入值乘以负权重值所获得的乘积值的负权重电荷，并且所述多个乘积单元被配置成使得所述正权重值的总和与权重值的绝对值的总和的比率为0％至100％中的任一比率，并且所述输出单元包括能够分别累加所述正权重电荷以及所述负权重电荷的累加单元，基于所述累加单元的电压而产生通过电压表示所述乘积值的和的电压信号，并基于所述电压信号而输出所述乘积
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累加信号，其中所述多个乘积
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累加装置被配置成使得所述多个乘积
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累加装置分别包括的所述多个乘积单元的权重值的绝对值的总和彼此相等。2.根据权利要求1所述的算术设备，其中所述累加单元包括累加所述正权重电荷的正权重累加单元以及累加所述负权重电荷的负权重累加单元，并且所述输出单元基于所述正权重累加单元所保持的正权重电压与所述负权重累加单元所保持的负权重电压之间的差分电压而产生所述电压信号。3.根据权利要求2所述的算术设备，其中所述输出单元通过以预定放大系数放大所述差分电压而产生所述电压信号。4.根据权利要求1所述的算术设备，其中所述输出单元输出通过电压表示所述乘积值的和的所述电压信号作为表示所述乘积值的和的所述乘积
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累加信号。5.根据权利要求4所述的算术设备，其中所述输出单元通过使用预定输出周期内的定时或脉冲宽度将所述电压信号转换成表示所述乘积值的和的所述乘积
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累加信号。6.根据权利要求5所述的算术设备，其中所述输出单元基于所述多个乘积
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累加装置中的每一者所产生的所述电压信号而输出在所述输出周期内被归一化的所述乘积
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累加信号。7.根据权利要求5所述的算术设备，进一步包括电压供应单元，向所述多个乘积
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累加装置中的每一者的所述输出单元供应斜坡电压，其中所述输出单元通过使用所述电压信号的所述电压作为阈值执行所述斜坡电压的阈值确定来输出所述乘积
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累加信号。
8.根据权利要求7所述的算术设备，其中所述输出单元基于所述斜坡电压升高或降低超过所述电压信号的所述电压的定时而输出所述乘积
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累加信号。9.根据权利要求7所述的算术设备，进一步包括检测单元，从所述多个乘积
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累加装置分别产生的所述电压信号的电压中检测出最大电压作为参考电压，并且供电单元基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田浩，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：