本申请提供了一种模拟计算机芯片的传递模块及其控制方法。传递模块包括传递电路和内部调节电路，传递电路包括：第一开关管M1，其电流输入端接入第一电压V11，控制端接入所述内部调节电路，所述内部调节电路的输入端接入第二电压V12；第二开关管M2，其电流输入端与所述第一开关管M1的电流输出端连接，电流输出端接入第三电压V13，控制端接入第四电压V14；传递模块具有传递模式，在传递模式下，第一开关管M1和第二开关管M2均处于导通状态；其中，第二电压V12所述内部调节电路分压处理后，向第一开关管M1提供控制端电压VF，并使第一开关管M1流过的传递电流IM跟随第二电压V12进行非线性变化。本申请的传递模块仅需要进行一次变换即可实现传递运算。
1、在现有的人工智能芯片设计中，运算逻辑通常依赖于数字计算架构。在此架构下，传递模块首先对输入数据进行线性变换，然后将变换后的数据通过激活函数进行非线性变换。之后，经过非线性变换的输出数据会被输入到加法器中，加法器对多个传递模块的输入数据进行累加，并将结果传递到下一层传递模块进行进一步的线性和非线性变换，如此循环往复。由于这一过程涉及线性变换和非线性变换的两次变换，导致传递模块运算效率较低，并使得电路结构较为复杂，进而影响整体计算效率。
2、此外，现有技术中的人工智能芯片大多为数字计算机芯片，传递模块、加法器均采用数字运算。单个传递模块和加法器通常需要几万至几十万个晶体管，因此，现有的人工智能芯片中通常仅具有几千个传递模块和加法器。当需要处理大规模数据集例如实现上万个甚至上亿个数据同时计算时，必须通过并行处理方式来扩展计算能力，从而增加大量的传递模块和加法器。这种扩展方式不仅导致芯片体积增大，还引入了较高的延迟和功耗，进一步降低了系统的整体性能。
1、本专利技术实施例提供了一种模拟计算机芯片的传递模块及其控制方法，该由模拟器件构成的传递模块仅需要进行一次变换即可实现传递运算，极大减小芯片体积、提高芯片的运算速度以及降低芯片功耗。
>3、第一开关管m1，其电流输入端接入第一电压v11，控制端接入所述内部调节电路，所述内部调节电路的输入端接入第二电压v12；4、第二开关管m2，其电流输入端与所述第一开关管m1的电流输出端连接，电流输出端接入第三电压v13，控制端接入第四电压v14；
5、所述传递模块具有传递模式，在所述传递模式下，所述第一开关管m1和第二开关管m2均处于导通状态；
6、其中，所述第二电压v12经过所述内部调节电路分压处理后，向所述第一开关管m1提供控制端电压vf，并使所述第一开关管m1流过的传递电流im跟随所述第二电压v12进行非线性变化。
7、在一个可能的实现方式中，在所述第一开关管m1的控制端电压和电流输出端电压之间的电压差vgs达到阈值电压差vgs时，所述第一开关管m1中流过的传递电流im始终处于最大电流imm；
8、所述第二开关管m2设置为流过其的最大电流idt小于所述最大电流imm。
9、在一个可能的实现方式中，所述第四电压v14设置为定值电压v14t，根据以下公式计算获得所述最大电流idt：
10、；
11、其中，、和分别表示所述第二开关管m2的电子迁移率、氧化层电容和第二开关管m2的宽度与长度的比值，表示所述第二开关管m2的开启阈值电压。
12、在一个可能的实现方式中，所述内部调节电路包括：
13、第三开关管m3，其电流输入端与电流输出端连接并接入所述第二电压v12；
14、第四开关管m4，其电流输入端与电流输出端连接并接入第五电压v15，所述第四开关管m4的控制端、所述第三开关管m3的控制端和所述第一开关管m1的控制端连接。
15、在一个可能的实现方式中，所述传递模块的传递函数为：
16、；
17、其中，表示所述第一开关管m1中流过的传递电流im，表示所述第二电压v12，、和分别表示所述第一开关管m1的电子迁移率、氧化层电容和第一开关管m1的宽度与长度的比值，表示所述第三开关管m3的等效电容，表示所述第四开关管m4的等效电容，表示所述第一开关管m1的开启阈值电压。
18、在一个可能的实现方式中，所述传递模块还具有调节模式和休眠模式；
19、在所述传递模式下，所述第四电压v14为高电平状态，且所述传递模块与外部调节电路断开连接；
20、在所述调节模式下，所述第四电压v14为低电平状态，且所述传递模块与外部调节电路连接；
21、在所述休眠模式下，所述第四电压v14为低电平状态，且所述传递模块与外部调节电路断开连接。
22、在一个可能的实现方式中，所述第一开关管m1和所述第二开关管m2均为nmos管；
23、所述第三开关管m3和所述第四开关管m4均为pmos管。
24、根据本专利技术的第二方面，提供了一种如前述的模拟计算机芯片的传递模块的控制方法，包括如下步骤：
25、控制外部调节电路与传递模块的连接状态；
26、控制输入至第二开关管m2控制端的第四电压v14的电平状态；
27、根据所述外部调节电路与传递模块的连接状态以及所述第四电压v14的电平状态，设置所述传递模块当前所处的工作模式，所述传递模块的工作模式包括休眠模式、传递模式和调节模式。
28、在一个可能的实现方式中，所述传递模块的工作模式的设置方法包括如下步骤：
29、将所述外部调节电路与传递模块断开连接，且向第二开关管m2的控制端输入低电平状态的第四电压v14，以使所述传递模块的工作模式为休眠模式；
30、将所述外部调节电路与传递模块连接，且向第二开关管m2的控制端输入低电平状态的第四电压v14，以使所述传递模块的工作模式为调节模式；
31、将所述外部调节电路与传递模块断开连接，且向第二开关管m2的控制端输入高电平状态的第四电压v14，以使所述传递模块的工作模式为传递模式。
32、在一个可能的实现方式中，所述控制方法还包括如下步骤：
33、在所述调节模式下，控制所述外部调节电路的工作时间以及所述第二电压v12的大小，以改变所述第一开关管m1的浮栅电荷值，从而实现对所述第一开关管m1的开启阈值电压的调节，进而实现对所述传递模块的传递函数的调节。
34、在一个可能的实现方式中，所述传递模式下，
35、在时 ，所述第一开关管m1处于关断状态，所述第一开关管m1的传递电流im始终为0；
36、在时，所述第一开关管m1的传递电流im跟随所述第二电压v12进行非线性变化，其中，v12t表示所述第二电压v12在所述传递电流im处于所述第二开关管m2的最大电流idt时的大小；
37、在时，所述第一开关管m1的传递电流im被限制在流过所述第二开关管m2中的最大电流idt。
38、根据本专利技术的第三方面，提供了一种模拟计算机芯片，包括：
39、若干个输入接口，外部电压信号通过所述若干个输入接口输入至模拟计算机芯片中；
40、若干级传递模组，每级传递模组包括若干个如前述的传递模块；
41、若干级运算模组，每级运算模组包括若干个运算模块；
42、若干个输出接口，分别与最后一级运算模组中若干个运算模块连接；
43、其中，各个输入接口输入的外部电压信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟计算机芯片的传递模块，其特征在于，包括传递电路和内部调节电路，所述传递电路包括：
2.根据权利要求1所述的传递模块，其特征在于，在所述第一开关管M1的控制端电压和电流输出端电压之间的电压差Vgs达到阈值电压差VGS时，所述第一开关管M1中流过的传递电流IM始终处于最大电流IMM；
3.根据权利要求2所述的传递模块，其特征在于，所述第四电压V14设置为定值电压V14T，根据以下公式计算获得所述最大电流IDT：
4.根据权利要求3所述的传递模块，其特征在于，所述内部调节电路包括：
5.根据权利要求4所述的传递模块，其特征在于，所述传递模块的传递函数为：
6.根据权利要求1-5任一项所述的传递模块，其特征在于，所述传递模块还具有调节模式和休眠模式；
7.根据权利要求4-5任一项所述的传递模块，其特征在于，所述第一开关管M1和所述第二开关管M2均为NMOS管；
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的模拟计算机芯片的传递模块的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述传递模块的工作模式的设置方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述传递模式下，
12.一种模拟计算机芯片，其特征在于，包括：
13.一种外部调节电路，其特征在于，所述外部调节电路中，第一调节电压V21依次通过第五开关管M5、第六开关管M6、第七开关管M7和第八开关管M8接地，所述外部调节电路的输出端OUT连接至所述第六开关管M6的电流输出端，且所述输出端OUT与如权利要求1-7中任一项所述的传递模块的内部调节电路的输入端可通断地连接；
14.根据权利要求13所述的外部调节电路，其特征在于，还包括第九开关管M9、第十开关管M10、第十一开关管M11、第十二开关管M12和第十三开关管M13；
15.根据权利要求14所述的外部调节电路，其特征在于，还包括反相器U1，所述反相器U1的输入端与所述第十二开关管M12的控制端连接，所述反相器U1的输出端与所述第八开关管M8的控制端连接，所述反相器U1的输出端的电压为所述第二控制电压。
16.根据权利要求15所述的外部调节电路，其特征在于，当处于所述外部调节电路的调节模式时，所述外部调节电路的输出端OUT与所述传递模块的第二电压V12的输入端连接，所述传递模块的第五电压V15设置为0V，所述第一调节电压V21、所述第二调节电压V22和所述第三调节电压V23均为高电平电压，且所述脉冲电压VPP由低电平切换至高电平时，所述第十三开关管M13、所述第十二开关管M12、所述第十一开关管M11、所述第九开关管M9、所述第十开关管M10、所述第五开关管M5和所述第六开关管M6均处于导通状态，且所述第八开关管M8处于关断状态，从而使得所述第一调节电压V21等于输出端OUT的电压VOUT。
17.根据权利要求15所述的外部调节电路，其特征在于，所述外部调节电路具有擦除模式，当处于所述外部调节电路的擦除模式时，所述外部调节电路的输出端OUT与所述传递模块的第五电压V15的输入端连接，所述传递模块的第二电压V12设置为0V，所述第一调节电压V21、所述第二调节电压V22和所述第三调节电压V23均为高电平电压，且所述脉冲电压VPP由低电平切换至高电平时，所述第五电压V15等于所述第一调节电压V21，从而擦除所述传递模块中第一开关管M1的浮栅电荷值。
18.根据权利要求16所述的外部调节电路，其特征在于，还包括第十四开关管M14、第十五开关管M15、第十六开关管M16和第十七开关管M17；
19.根据权利要求18所述的外部调节电路，其特征在于，所述外部调节电路具有准备模式，当处于所述外部调节电路的准备模式时，所述外部调节电路与所述传递模块断开连接；所述第一调节电压V21和所述第二调节电压V22均为高电平电压，所述第三调节电压V23为低电平电压，且脉冲电压VPP由低电平切换为高电平时，输出端OUT的电压VOUT等于0V。
20.根据权利要求14-19任一项所述的外部调节电路，其特征在于，所述第三调节电压V23维持高电平的时间大于所述脉冲电压VPP维持高电平的时间。
21.根据权利要求20所述的外部调节电路，其特征在于，当处于所述外部调节电路的调节模式时，所述第三调节电压V23维持高电平的时间大于所述脉冲电压VPP的N-1个周期的时间（N-1）T且小于所述脉冲电压VPP的N...
【技术特征摘要】
1.一种模拟计算机芯片的传递模块，其特征在于，包括传递电路和内部调节电路，所述传递电路包括：
2.根据权利要求1所述的传递模块，其特征在于，在所述第一开关管m1的控制端电压和电流输出端电压之间的电压差vgs达到阈值电压差vgs时，所述第一开关管m1中流过的传递电流im始终处于最大电流imm；
3.根据权利要求2所述的传递模块，其特征在于，所述第四电压v14设置为定值电压v14t，根据以下公式计算获得所述最大电流idt：
4.根据权利要求3所述的传递模块，其特征在于，所述内部调节电路包括：
5.根据权利要求4所述的传递模块，其特征在于，所述传递模块的传递函数为：
6.根据权利要求1-5任一项所述的传递模块，其特征在于，所述传递模块还具有调节模式和休眠模式；
7.根据权利要求4-5任一项所述的传递模块，其特征在于，所述第一开关管m1和所述第二开关管m2均为nmos管；
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的模拟计算机芯片的传递模块的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述传递模块的工作模式的设置方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述传递模式下，
12.一种模拟计算机芯片，其特征在于，包括：
13.一种外部调节电路，其特征在于，所述外部调节电路中，第一调节电压v21依次通过第五开关管m5、第六开关管m6、第七开关管m7和第八开关管m8接地，所述外部调节电路的输出端out连接至所述第六开关管m6的电流输出端，且所述输出端out与如权利要求1-7中任一项所述的传递模块的内部调节电路的输入端可通断地连接；
14.根据权利要求13所述的外部调节电路，其特征在于，还包括第九开关管m9、第十开关管m10、第十一开关管m11、第十二开关管m12和第十三开关管m13；
15.根据权利要求14所述的外部调节电路，其特征在于，还包括反相器u1，所述反相器u1的输入端与所述第十二开关管m12的控制端连接，所述反相器u1的输出端与所述第八开关管m8的控制端连接，所述反相器u1的输出端的电压为所述第二控制电压。
16.根据权利要求15所述的外部调节电路，其特征在于，当处于所述外部调节电路的调节模式时，所述外部调节电路的输出端out与所述传递模块的第二电压v12的输入端连接，所述传递模块的第五电压v15设置为0v，所述第一调节电压v21、所述第二调节电压v22和所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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