算术装置、积和算术系统和设定方法制造方法及图纸

本算术装置设置有多条输入线和多个积和算术设备。根据输入值的电信号在预定的输入时段中分别输入到多条输入线中。每个积和算术设备的乘积单元被配置为包括正权重乘积单元和/或负权重乘积单元，该正权重乘积单元生成与分别通过将输入值乘以正权重值而获得的乘积值相对应的正权重电荷，该负权重乘积单元生成与分别通过将输入值乘以负权重值而获得的乘积值相对应的负权重电荷，使得正权重比为在0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】算术装置、积和算术系统和设定方法


[0001]本技术涉及一种算术装置、积和算术系统和设定方法，其可以应用于使用模拟方法的积和算术。

技术介绍

[0002]常规地，已经开发了用于执行积和算术的技术。积和算术是将多个输入值中的每个乘以权重并将相乘结果彼此相加的算术，并且例如用于通过神经网络等进行图像、声音等进行的识别处理。
[0003]例如，专利文献1描述了一种模拟电路，在该模拟电路中，以模拟方式执行乘积累加算术处理。在这种模拟电路中，设定与多个电信号中的每个电信号相对应的权重。此外，分别输出取决于对应的电信号和权重的电荷，并且适当地将输出电荷在电容器中累加。基于累加电荷的电容器的电压来计算代表乘积累加结果的待计算值。因此，与例如数字处理(专利文献1的说明书第[0003]段、[0049]至[0053]段、以及[0062]段、图3等)相比，可以减小积和算术所需的功耗。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：WO 2018/034163

技术实现思路

[0007]本专利技术待解决的技术问题
[0008]这种模拟型电路的使用预计会导致神经网络等的低功耗，并且期望提供一种能够准确地检测算术结果的技术。
[0009]鉴于上述情况，本技术的目的是提供一种算术装置、积和算术系统和设定方法，借此可以在执行积和算术的模拟型电路中准确地检测算术结果。
[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算术装置包括多条输入线和多个积和算术器件。
[0012]与输入值相对应的电信号在预定的输入时段内输入到多条输入线中的每条中。
[0013]多个积和算术器件中的每个包括多个乘积单元和输出单元。
[0014]多个乘积单元中的每个基于输入到多条输入线中的每条线中的电信号，生成与通过将输入值乘以权重值而获得的乘积值相对应的电荷。
[0015]输出单元累加由多个乘积单元中的每个生成的与乘积值相对应的电荷，并且基于该累加电荷，输出表示乘积值之和的乘积累加信号。
[0016]此外，多个乘积单元包括正权重乘积单元以及负权重乘积单元中的至少一者，该正权重乘积单元生成与通过将输入值乘以正权重值而获得的乘积值相对应的正权重电荷，该负权重乘积单元生成与通过将输入值乘以负权重值而获得的乘积值相对应的负权重电
荷，并且多个乘积单元被配置为使得正权重比为0％至100％的任何比率，该正权重比为正权重值的总和与权重值的绝对值的总和之比。
[0017]此外，输出单元累加由正权重乘积单元生成的正权重电荷以及由负权重乘积单元生成的负权重电荷中的至少一种，从而输出乘积累加信号。
[0018]此外，输入时段的持续时间基于多个积和算术器件的正权重比的分布来设定。
[0019]在该算术装置中，与输入值相对应的电信号的输入时段的持续时间基于多个积和算术器件的正权重比的分布来设定。因此，可以增加从每个积和算术器件输出的乘积累加信号的水平，同时降低功耗。因此，可以准确地检测算术结果。
[0020]与输入值相对应的电信号是一脉冲信号，该脉冲信号的相对于输入时段的导通时间的持续时间与输入值相对应。
[0021]输入时段的持续时间可以基于正权重比的平均值以及方差中的至少一者而设定。
[0022]随着正权重比越接近50％分布，输入时段的持续时间可以设定得越长。
[0023]随着正权重比的平均值越接近50％，输入时段的持续时间可以设定得越长。
[0024]在正权重比的平均值接近50％的情况下，随着正权重比的方差越小，输入时段的持续时间可以设定得越长。
[0025]输入时段的持续时间可以基于多个积和算术器件中的具有从输出单元输出的乘积累加信号低于噪声水平的高可能性的积和算术器件的数量而设定。
[0026]该算术装置可以还包括确定电路，该确定电路用于确定多个积和算术器件中的具有从输出单元输出的乘积累加信号低于噪声水平的高可能性的积和算术器件的数量。
[0027]确定电路可以包括：多个确定乘积单元，每个确定乘积单元基于输入到多条输入线中的每条中的电信号，生成正权重电荷和负权重电荷，该正权重电荷与通过将输入值乘以正权重值而获得的乘积值相对应，该负权重电荷与通过将输入值乘以负权重值而获得的乘积值相对应，该负权重值的绝对值等于正权重值；确定输出单元，基于与由多个确定乘积单元分别生成的正权重电荷的总数量和由多个确定乘积单元分别生成的负权重电荷的总数量之间的差相对应的电荷，来输出确定信号；以及确定单元，用于确定从多个算术装置输出的多个乘积累加信号当中的小于该确定信号的乘积累加信号的数量。
[0028]当与相同输入值相对应的电信号被输入到多条输入线中时，各自具有从输出单元输出的乘积累加信号低于噪声水平的高可能性的积和算术器件的数量可以基于由确定单元确定的数量来确定。
[0029]输出单元可以包括累加单元，该累加单元累加由正权重乘积单元生成的正权重电荷以及由负权重乘积单元生成的负权重电荷中的至少一者，并用预定阈值对由累加单元保持的电压执行阈值确定，从而输出表示乘积值之和的乘积累加信号。
[0030]累加单元可以包括：正电荷累加单元，能够累加由正权重乘积单元生成的正权重电荷；以及负电荷累加单元，能够累加由负权重乘积单元生成的负权重电荷。在这种情况下，输出单元可以以预定阈值对正电荷累加单元和负电荷累加单元中的每个执行阈值确定，从而输出乘积累加信号。
[0031]预定阈值可以基于输入时段的持续时间而设定。
[0032]正权重值、以及负权重值的绝对值可以固定为相同的值。在这种情况下，正权重比可以为正权重乘积单元的数量与乘积单元的数量之比。
[0033]多个积和算术器件中的每个可以包括正电荷输出线和负电荷输出线。在这种情况下，多个乘积单元可以设置成与多条输入线相关联。而且，正权重乘积单元可以包括电阻器，该电阻器连接在多条输入线中的相关联输入线与正电荷输出线之间、定义正权重值、并具有非线性特性、并且将与乘积值相对应的正权重电荷输出到正电荷输出线。而且，负权重乘积单元可以包括电阻器，该电阻器连接在多条输入线中的相关联输入线与负电荷输出线之间、定义负权重值、并具有非线性特性、并且将与乘积值相对应的负权重电荷输出到负电荷输出线。
[0034]正权重乘积单元的电阻器和负权重乘积单元的电阻器可以具有相同的电阻值。在这种情况下，正权重比可以为正权重乘积单元的电阻器的数量与电阻器的总数量之比。
[0035]确定电路可以包括正电荷输出线和负电荷输出线。在这种情况下，多个确定乘积单元可以设置成与多条输入线相关联。而且，多个确定乘积单元中的每个包括公共电阻器，该公共电阻器连接到在多条输入线中的相关联输入线与正电荷输出线之间的部分以及在多条输入线中的相关联输入线与负电荷输出线之间的部分中的每个，并且具有非线性特性。
[0036]根据本技术的实施例的积和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种算术装置，包括：多条输入线，与输入值相对应的电信号在预定的输入时段内输入到所述多条输入线中的每条中；以及多个积和算术器件，每个积和算术器件包括：多个乘积单元，每个乘积单元基于输入到所述多条输入线中的每条中的所述电信号，生成与通过将所述输入值乘以权重值而获得的乘积值相对应的电荷，以及输出单元，累加由所述多个乘积单元中的每个生成的与所述乘积值相对应的所述电荷，并且基于所累加的电荷，输出表示所述乘积值之和的乘积累加信号，在所述每个积和算术器件中，所述多个乘积单元包括正权重乘积单元以及负权重乘积单元中的至少一者，所述正权重乘积单元生成与通过将所述输入值乘以正权重值而获得的乘积值相对应的正权重电荷，所述负权重乘积单元生成与通过将所述输入值乘以负权重值而获得的乘积值相对应的负权重电荷，并且所述多个乘积单元被配置为使得正权重比为0％至100％中的任一比率，所述正权重比为所述正权重值的总和与权重值的绝对值的总和之比，并且所述输出单元累加由所述正权重乘积单元生成的所述正权重电荷以及由所述负权重乘积单元生成的所述负权重电荷中的至少一者，从而输出所述乘积累加信号，其中，所述输入时段的持续时间基于所述多个积和算术器件的所述正权重比的分布而设定。2.根据权利要求1所述的算术装置，其中，与所述输入值相对应的所述电信号是一脉冲信号，所述脉冲信号相对于所述输入时段的导通时间的持续时间与所述输入值相对应。3.根据权利要求1所述的算术装置，其中，所述输入时段的所述持续时间基于所述正权重比的平均值以及方差中的至少一者而设定。4.根据权利要求1所述的算术装置，其中，随着所述正权重比越接近50％分布，所述输入时段的所述持续时间被设定得越长。5.根据权利要求1所述的算术装置，其中，随着所述正权重比的平均值越接近50％，所述输入时段的所述持续时间被设定得越长。6.根据权利要求1所述的算术装置，其中，在所述正权重比的平均值接近50％的情况下，随着所述正权重比的方差越小，所述输入时段的所述持续时间被设定得越长。7.根据权利要求1所述的算术装置，其中，所述输入时段的所述持续时间基于所述多个积和算术器件当中从所述输出单元输出的所述乘积累加信号低于噪声水平的可能性高的积和算术器件的数量而设定。8.根据权利要求7所述的算术装置，还包括：确定电路，用于确定所述多个积和算术器件当中从所述输出单元输出的所述乘积累加信号低于所述噪声水平的所述可能性高的积和算术器件的所述数量。9.根据权利要求8所述的算术装置，其中，所述确定电路包括：
多个确定乘积单元，每个确定乘积单元基于输入到所述多条输入线中的每条中的所述电信号，生成正权重电荷和负权重电荷，所述正权重电荷与通过将所述输入值乘以正权重值而获得的乘积值相对应，所述负权重电荷与通过将所述输入值乘以负权重值而获得的乘积值相对应，所述负权重值的绝对值等于所述正权重值；确定输出单元，基于与由所述多个确定乘积单元分别生成的所述正权重电荷的总数量和由所述多个确定乘积单元分别生成的所述负权重电荷的总数量之间的差相对应的电荷，来输出确定信号；以及确定单元，用于确定从多个所述算术装置输出的多个所述乘积累加信号当中比所述确定信号小的乘积累加信号的数量。10.根据权利要求9所述的算术装置，其中，从所述输出单元输出的所述乘积累加信号低于所述噪声水平的所述可能性高的所述积和算术器件的数量，基于由所述确定单元在与相同输入值相对应的电信号输入到所述多条输入线中时确定的数量而确定。11.根据权利要求1所述的算术装置，其中，所述输出单元包括累加单元，所述累加单元累加由所述正权重乘积单元生成的所述正权重电荷以及由所述负权重乘积单元生成的所述负权重电荷中的至少一者，并且所述输出单元用预定阈值对由所述累加单元保持的电压执行阈值确定，从而输出表示所述乘积值之和的所述乘积累加信号。12.根据权利要求11所述的算术装置，其中，所述累加单元包括：正电荷累加单元，能够累加由所述正权重乘积单元生成的所述正权重电荷；负电荷累加单元，能够累加由所述负权重乘积单元生成的所述负权重电荷；并且所述输出单元用所述预定阈值对所述正电荷累加单元和所述负电荷累加单元中的每个执行所述阈值确定，从而输出所述乘积累加信号。13.根据权利要求11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：