[发明专利]人工智能计算芯片、信号处理系统

说明书

本发明实施例提供了一种人工智能计算芯片、信号处理系统。其中，人工智能计算芯片包括至少两级计算层，且每级计算层内设置有模拟神经网络处理器；前一级计算层接收到第一输入模拟信号经过前一级计算层的第一模拟神经网络处理器处理后得到第一输出模拟信号；后一级计算层接收到第二输入模拟信号经过后一级计算层的第二模拟神经网络处理器处理后得到第二输出模拟信号；其中，所述第二输入模拟信号基于第一输出模拟信号得到。本技术方案提供的人工智能计算芯片，在每级计算层内设置有模拟神经网络处理器，每级计算层的输入信号和输出信号均为模拟信号，层与层之间不需要通过模数转换电路进行转换，从而节省了整个人工智能计算芯片的功耗。

【技术领域】

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种人工智能计算芯片、信号处理系统。

【背景技术】

计算机集成制造(Computer Integrated Manufacturing，简称CIM)技术在人工智能计算芯片领域的应用非常普遍，尤其是边缘计算领域，可以大大地节省人工智能计算芯片的能耗。

现有技术中，实现CIM的方法多种多样。例如，人工智能计算芯片上计算层与计算层之间都是通过数字信号输入和输出(即通过类似数字电路的方式进行传输)，这样虽然简化了硬件，但是相应的识别率也大大降低了。又例如，人工智能计算芯片上计算层是模拟信号输入、数字信号输出，那么计算层与计算层之间信号的传输需要靠模数转换电路(A/D)进行转换，这种方法优点在于可以无限层叠加，缺点在于模数转换电路极大地增加了能耗，同时多个模数转换电路并行也带来了设计难度。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种人工智能计算芯片、信号处理系统，用以解决现有技术人工智能计算芯片上层间信号传输的能耗问题。

一方面，本发明实施例提供了一种人工智能计算芯片，包括：至少两级计算层，且每级所述计算层内设置有模拟神经网络处理器；前一级计算层接收到第一输入模拟信号经过所述前一级计算层的第一模拟神经网络处理器处理后得到第一输出模拟信号；后一级计算层接收到第二输入模拟信号经过所述后一级计算层的第二模拟神经网络处理器处理后得到第二输出模拟信号；其中，所述第二输入模拟信号基于所述第一输出模拟信号得到。

可选的，所述第一模拟神经网络处理器包括N₁个输入端、第一计算电路以及M₁个输出端；其中，所述第一计算电路由阵列排布的MOS晶体管组成，所述第一计算电路用于控制所述第一模拟神经网络处理器的权重值；所述第二模拟神经网络处理器包括N₂个输入端、第二计算电路以及M₂个输出端；所述第二计算电路由阵列排布的MOS晶体管组成，所述第二计算电路用于控制所述第二模拟神经网络处理器的权重值；其中，N₁、M₁、N₂以及M₂均为大于1的自然数，且M₁＝N₂。

可选的，所述前一级计算层与所述后一级计算层之间还包括转换电路；所述转换电路包括模数转换电路、数字信号处理模块以及数模转换电路；其中，所述模数转换电路用于将所述第一输出模拟信号转换为第一输出数字信号；所述数字信号处理模块用于对所述第一输出数字信号进行处理以得到第二输出数字信号；所述数模转换电路用于将所述第二输出数字信号转换为所述第二输入模拟信号。

可选的，所述第二输入模拟信号为所述第一输出模拟信号。

可选的，所述第一输入模拟信号、所述第一输出模拟信号、所述第二输入模拟信号以及所述第二输出模拟信号为电流信号、电压信号或者脉宽调制信号中任一种信号。