基于忆阻器阵列的全权重映射方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法及装置，其中，方法包括：将目标权重矩阵的所有参数同时添加预设参数，生成偏移后的权重矩阵；将偏移后的权重矩阵以电导形式存储至忆阻器阵列中，并利用忆阻器阵列获取偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果；以及基于乘积结果，每一行分别减去预设常数，得到目标权重矩阵和输入信息的乘积结果。由此，解决了相关技术中由于使用差分映射方案，不但硬件电路的开销较大，而且对于分布区间不对称的权重矩阵，无法有效利用器件的阻变范围，不但存在电导态浪费、硬件效率低的问题，而且无法有效满足权重映射需求，并且灵活性和高效性较低的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
基于忆阻器阵列的全权重映射方法及装置


[0001]本申请涉及图像处理
，特别涉及一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法及装置。

技术介绍

[0002]相关技术中，常见的权重映射的方式，包括差分映射方案和对称映射方案。其中，差分映射方案，可以将一个权重单元信息，拆分成两个大于0的权重值，并分别部署到两个毗邻的忆阻器件中；对称映射方案，可以将分布于(
‑
1，1)区间的权重单元，映射为(0，1)范围。
[0003]然而，相关技术中，常见的权重映射的方式对于分布区间非对称的权重矩阵，无法有效利用器件的阻变范围，不但存在电导态浪费、硬件效率低的问题，而且无法有效满足权重映射需求，并且灵活性和高效性较低，亟待解决。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法及装置，以解决相关技术中由于使用差分映射方案，不但硬件电路的开销较大，而且对于分布区间不对称的权重矩阵，无法有效利用器件的阻变范围，不但存在电导态浪费、硬件效率低的问题，而且无法有效满足权重映射需求，并且灵活性和高效性较低的问题。
[0005]本申请第一方面实施例提供一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法，包括以下步骤：将目标权重矩阵的所有参数同时添加预设参数，生成偏移后的权重矩阵；将所述偏移后的权重矩阵以电导形式存储至忆阻器阵列中，并利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果；以及基于所述乘积结果，每一行分别减去预设常数，得到所述目标权重矩阵和所述输入信息的乘积结果。
[0006]可选地，在本申请的一个实施例中，在将所述目标权重矩阵的所有参数同时添加所述预设参数之前，还包括：基于所述偏移后的权重矩阵的元素和所述忆阻器阵列的映射关系确定所述预设参数，使得所述目标权重矩阵的参数范围平移至所述忆阻器阵列的映射范围。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，在利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果之前，还包括：获取所述输入信息；将所述输入信息编码为对应系列的电压脉冲。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，在所述每一行分别减去所述预设常数之前，还包括：计算所述输入信息的输入向量的所有分量的加和；由所述加和乘以所述预设参数，得到所述预设常数。
[0009]可选地，在本申请的一个实施例中，所述每一行分别减去预设常数，得到所述目标权重矩阵和所述输入信息的乘积结果，包括：基于所述忆阻器阵列得到输出电流；由对所述输出电流ADC量化得到处理信息，并减去所述忆阻器阵列的最后一行的输出信息，得到所述
乘积结果。
[0010]本申请第二方面实施例提供一种基于忆阻器阵列的全权重映射装置，包括：生成模块，用于将目标权重矩阵的所有参数同时添加预设参数，生成偏移后的权重矩阵；第一获取模块，用于将所述偏移后的权重矩阵以电导形式存储至忆阻器阵列中，并利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果；以及第二获取模块，用于基于所述乘积结果，每一行分别减去预设常数，得到所述目标权重矩阵和所述输入信息的乘积结果。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：确定模块，用于在将所述目标权重矩阵的所有参数同时添加所述预设参数之前，基于所述偏移后的权重矩阵的元素和所述忆阻器阵列的映射关系确定所述预设参数，使得所述目标权重矩阵的参数范围平移至所述忆阻器阵列的映射范围。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：第三获取模块，用于在利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果之前，获取所述输入信息；编码模块，用于将所述输入信息编码为对应系列的电压脉冲。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：第一计算模块，用于在所述每一行分别减去所述预设常数之前，计算所述输入信息的输入向量的所有分量的加和；第二计算模块，用于由所述加和乘以所述预设参数，得到所述预设常数。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第二获取模块进一步用于基于所述忆阻器阵列得到输出电流，并由对所述输出电流ADC量化得到处理信息，并减去所述忆阻器阵列的最后一行的输出信息，得到所述乘积结果。
[0015]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于忆阻器阵列的全权重映射方法。
[0016]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的基于忆阻器阵列的全权重映射方法。
[0017]本申请实施例可以生成偏移后的权重矩阵，并以电导形式存储至忆阻器阵列中，进而获得输入信息的乘积结果，并通过计算获得目标权重矩阵，实现权重的补偿，对于分布区间不对称的权重矩阵，能更大程度的利用器件的阻变范围，仅以额外的少量忆阻器件为代价，增加了存算一体硬件实现的灵活性和高效性。由此，解决了相关技术中由于使用差分映射方案，不但硬件电路的开销较大，而且对于分布区间不对称的权重矩阵，无法有效利用器件的阻变范围，不但存在电导态浪费、硬件效率低的问题，而且无法有效满足权重映射需求，并且灵活性和高效性较低的问题。
[0018]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0019]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1为根据本申请实施例提供的一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法的流程图；
[0021]图2为根据本申请一个实施例的基于忆阻器阵列的全权重映射方法的技术示意图；
[0022]图3为根据本申请一个实施例的基于忆阻器阵列的全权重映射方法的硬件实现方案；
[0023]图4为根据本申请一个实施例的基于忆阻器阵列的全权重映射方法流程图；
[0024]图5为根据本申请实施例提供的一种基于忆阻器阵列的全权重映射装置的结构示意图；
[0025]图6为根据本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0027]下面参考附图描述本申请实施例的基于忆阻器阵列的全权重映射方法及装置。针对上述
技术介绍
中心提到的相关技术中由于使用差分映射方案，不但硬件电路的开销较大，而且对于分布区间不对称的权重矩阵，无法有效利用器件的阻变范围，不但存在电导态浪费、硬件效率低的问题，而且无法有效满足权重映射需求，并且灵活性和高效性较低的问题，本申请提供了一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法，在该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于忆阻器阵列的全权重映射方法，其特征在于，包括以下步骤：将目标权重矩阵的所有参数同时添加预设参数，生成偏移后的权重矩阵；将所述偏移后的权重矩阵以电导形式存储至忆阻器阵列中，并利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果；以及基于所述乘积结果，每一行分别减去预设常数，得到所述目标权重矩阵和所述输入信息的乘积结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述目标权重矩阵的所有参数同时添加所述预设参数之前，还包括：基于所述偏移后的权重矩阵的元素和所述忆阻器阵列的映射关系确定所述预设参数，使得所述目标权重矩阵的参数范围平移至所述忆阻器阵列的映射范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输入信息的乘积结果之前，还包括：获取所述输入信息；将所述输入信息编码为对应系列的电压脉冲。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述每一行分别减去所述预设常数之前，还包括：计算所述输入信息的输入向量的所有分量的加和；由所述加和乘以所述预设参数，得到所述预设常数。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述每一行分别减去预设常数，得到所述目标权重矩阵和所述输入信息的乘积结果，包括：基于所述忆阻器阵列得到输出电流；由对所述输出电流ADC量化得到处理信息，并减去所述忆阻器阵列的最后一行的输出信息，得到所述乘积结果。6.一种基于忆阻器阵列的全权重映射装置，其特征在于，包括：生成模块，用于将目标权重矩阵的所有参数同时添加预设参数，生成偏移后的权重矩阵；第一获取模块，用于将所述偏移后的权重矩阵以电导形式存储至忆阻器阵列中，并利用所述忆阻器阵列获取所述偏移后的权重矩阵和输...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华强，周颖，高滨，唐建石，钱鹤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：