[发明专利]一种基于光电计算阵列的反卷积运算加速器及其方法

权利要求书

1.一种基于光电计算阵列的反卷积运算加速器，其特征在于，包括：

数据存储模块，用于数据的读写和传输；

数据分发模块，用于将从数据存储模块中读取的权重矩阵变换顺序并按行展开成权重向量的形式传输给光电计算阵列，以及用于将从数据存储模块中读取的激活值数据拆分成单比特的形式并传输给光电计算阵列；

光电计算阵列，用于对输入数据进行乘法运算；

A/D转换模块，用于将光电计算阵列的计算结果由模拟信号转化为数字信号；

累加器模块，用于对经A/D转换后的计算结果进行移位累加，并输出计算结果；

结果叠加模块，用于对累加器模块的计算结果中需要叠加的部分进行叠加，输出最终结果；

所述光电计算阵列由多个光电计算单元周期性排列组成，每个光电计算单元包括发光单元和计算单元，发光单元发出的光入射到计算单元中；每个计算单元包括载流子控制区、耦合区、以及光生载流子收集区和读出区；所述载流子控制区用于控制并调制光生载流子收集区和读出区内的载流子；所述光生载流子收集区和读出区中的收集区用于吸收发光单元发射的光子并收集产生的光生载流子；所述载流子控制区或者光生载流子收集区和读出区中的读出区与电信号连接，读出区用于输出被所述光生载流子和所述电信号作用后的载流子；所述耦合区连接收集区和读出区；

所述数据分发模块一方面从数据存储模块中读取权重矩阵，并将权重矩阵按照中心对称的方式进行上下左右对称变换顺序后，按行展开成权重向量的形式发送给光电计算阵列；另一方面将从数据存储模块中读取的每一个激活值数据按二进制拆分成单比特的形式，然后将拆分后的多个单比特数据依次发送给光电计算阵列；

所述光电计算阵列接收数据分发模块传递的权重向量并将权重向量存储在光电计算阵列中，然后在收到数据分发模块发送的单比特数据后，对单个激活值和权重向量直接进行乘法运算；接着将乘法运算结果转化为数字信号后输入所述累加器模块中进行移位累加；所述累加器模块将累加结果输出给所述结果叠加模块暂存，所述结果叠加模块从暂存的累加结果中取出不同运算数据反卷积计算结果中重叠的部分进行叠加输出，对于没有重叠的结果数据直接输出。