[发明专利]一种动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路及其运算控制方法

说明书

本发明提供一种动态偏置模拟向量‑矩阵乘法运算电路及其运算控制方法，该动态偏置模拟向量‑矩阵乘法运算电路包括：正值权重列，常数列和减法器，减法器的数量等于正值权重列的数量且二者一一对应连接，常数列的数量小于正值权重列的数量；减法器的被减数输入端对应连接正值权重列的输出端，减数输入端连接常数列的输出端，输出端输出运算结果；其中，多个减法器的减数输入端连接同一常数列。在将权重写入可编程半导体器件之前，将权重阵列中每一个元素均加上一个常数正值得到待配置权重阵列，将待配置权重阵列写入正值权重列，将常数正值写入该常数列中，以此，不需要设置负值权重列，能够简化电路结构。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，尤其涉及一种动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路及其运算控制方法。

背景技术

矩阵乘法运算广泛应用于图像处理、推荐系统、数据降维等数据挖掘领域，然而，传统的技术架构和仅靠单台计算机基于串行的方式越来越不适应当前海量数据处理的要求。因此，扩大矩阵乘法的运算规模并降低其运算时间，将有利于满足矩阵分解算法处理大规模数据的要求。

但是，现有模拟向量-矩阵乘法运算电路(如图1所示)将权重存储在闪存晶体管阵列当中，实际应用时，模拟向量-矩阵乘法运算的权重有正值也有负值，但是闪存晶体管只能存储正值权重，所以，对于负值权重，需要通过减法电路来实现，此时闪存阵列需要设置多个正值权重列和多个负值权重列，通常，正值权重列和负值权重列需要间隔设置，比如奇数列存储正值权重，偶数列存储负值权重，或者反之，并且一个正值权重列与一个负值权重列连接至一减法电路，形成一个可存储正值也可存储负值的权重列，这种方法极大地造成面积浪费与成本开销。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路及其运算控制方法，能够简化电路结构，有效减少元器件数量，减小电路面积，降低成本开销，利于集成化。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，提供一种动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路，包括：可编程半导体器件阵列以及减法器；

该可编程半导体器件阵列包括：正值权重列和常数列，该减法器的数量等于该正值权重列的数量且二者一一对应连接，该常数列的数量小于该正值权重列的数量；

其中，常数列可以是一列或者复制多列；

减法器的被减数输入端对应连接正值权重列的输出端，减数输入端连接常数列的输出端，输出端输出模拟向量-矩阵乘法运算结果；

其中，多个减法器的减数输入端连接同一常数列。

进一步地，动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路还包括：稳流模块，该稳流模块连接在该常数列的输出端。

进一步地，动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路还包括：

编程电路，连接可编程半导体器件阵列中每一个可编程半导体器件的源极、栅极和/或衬底，用于调控可编程半导体器件的阈值电压。

进一步地，该编程电路包括：电压产生电路和电压控制电路，该电压产生电路用于产生编程电压或者擦除电压，该电压控制电路用于将该编程电压加载至选定的可编程半导体器件的源极，或者，将擦除电压加载至选定的可编程半导体器件的栅极或衬底，以调控可编程半导体器件的阈值电压。

进一步地，动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路还包括：

控制器，连接该编程电路，通过控制该编程电路工作，控制投入工作的可编程半导体器件的数量以及各可编程半导体器件的阈值电压。

进一步地，动态偏置模拟向量-矩阵乘法运算电路还包括：行列译码器，用于选通待编程的可编程半导体器件。

进一步地，该可编程半导体器件采用浮栅晶体管。