[发明专利]存内稀疏矩阵乘法运算方法、方程求解方法以及求解器

权利要求书

1.一种存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，包括：

对原始稀疏矩阵进行压缩形成压缩矩阵，将压缩矩阵的元素表示为补码后将矩阵拆分为二进制的符号位矩阵、数据位矩阵；

将拆分后的二进制的符号位矩阵、数据位矩阵分别存入二值非易失性存储器阵列，二值非易失性存储器阵列的各存储位的不同阻态代表所存入矩阵的对应位置的数据，存储单元的低阻态代表数据‘1’，高阻态代表数据‘0’；

将原始向量中与压缩矩阵相乘的元素表示为补码并进行拆分后以电压形式输入二值非易失性存储器阵列，与存储位的电导相乘后以电流的形式输出，检测输出电流并进行模数转换为二进制数值；

将各二值非易失性存储器阵列的乘积结果根据二进制运算规则进行移位与累加，得到原始稀疏矩阵与原始向量的乘积。

2.如权利要求1所述的存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，对原始稀疏矩阵进行压缩，包括，将矩阵中同一行元素中的零元素去除、将非零元素移位压缩至矩阵的同一侧，同一行中被压缩后的非零元素相邻、非零元素之间不含零元素。

3.如权利要求1所述的存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，将拆分后的矩阵分别存入二值非易失性存储器阵列，包括：

将矩阵同一行的数据[a_i1,......a_im]存入二值非易失性存储器阵列的同一位线、不同行的数据存入二值非易失性存储器阵列的不同位线；

将向量以电压形式输入二值非易失性存储器阵列，与存储位的电导相乘后以电流的形式输出，包括：

将与同一位线上的数据[a_i1,......a_im]相乘的向量同步输入二值非易失性存储器阵列的字线；

通过检测电路检测当前位线上的输出电流得到矩阵当前行的计算结果y_i，与二值非易失性存储器阵列不同行相乘的补码向量在不同时序输入存储器阵列的字线，并在不同时序检测当前行的计算结果，得到当前二值非易失性存储器阵列与向量的乘积结果

4.如权利要求1所述的存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，当原始稀疏矩阵为对角矩阵时，

将拆分后的矩阵分别存入二值非易失性存储器阵列，包括：将同一列数据存入二值非易失性存储器阵列的同一字线；

将向量以电压形式输入二值非易失性存储器阵列，与存储位的电导相乘后以电流的形式输出，包括：

将与原始稀疏矩阵非零元素相乘的向量元素同步输入当前二值非易失性存储器阵列的不同位线；

通过检测电路同步检测并列位线的计算结果，得到当前二值非易失性存储器阵列与补码向量的乘积结果。

5.如权利要求3或4所述的存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，所述检测电路包括第一晶体管、第二晶体管以及电容，其中，第一晶体管的源极与第二晶体管的漏极相连并与二值非易失性存储器阵列的位线相连，所述电容连接于位线与地之间，所述第一晶体管的漏极接高电平，所述第二晶体管的源极接地；

所述检测输出电流步骤包括：

预放电：将第二晶体管的栅极接入开启电压、第一晶体管的栅极接入低电平以使电容内积累的电荷释放；

读取阶段：将第一晶体管的栅极接入开启电压、第二晶体管的栅极接入低电平，获取位线电流对电容充电，将电流信号转换位电压信号并输出。

6.如权利要求5所述的存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，当原始稀疏矩阵为对角矩阵时，在通过检测电路检测计算结果之前，先将第二晶体管的栅极接低电平，并通过所述第一晶体管的栅极输入向量。

7.如权利要求1所述的存内稀疏矩阵乘法运算方法，其特征在于，所述二值非易失性存储器阵列的介质呈非线性。