[发明专利]一种基于可变电阻式随机存储器的卷积神经网络加速器

权利要求书

1.一种基于可变电阻式随机存储器的卷积神经网络加速器，其特征在于，包括控制器，多组片内存储器，数字模拟信号转换器，模拟数字信号转换器以及基于电阻式存储器的核心计算单元，

所述控制器，用于控制程序进程和各个模块的工作状态，进一步地，所述的控制器把具体的卷积神经网络结构划分为多个子网络；

所述的控制器根据每个子网络的结构分别计算出子网络的一个输出在每一层输入特征图中对应的感受野范围和卷积计算的数量；

所述的控制器根据卷积计算的数量和输入输出数据量向每个基于电阻式存储器的核心计算单元内的开关矩阵控制器发送指令，控制所有开关矩阵的开合状态；

所述的控制器根据子网络的一个输出在子网络输入特征图中对应的感受野范围为基于电阻式存储器的核心计算单元选择计算所需的输入数据；

所述片内存储器，用于存储片上核心计算单元输出的中间计算数据和片外输入数据；

所述数字模拟信号转换器，用于把片内存储器的输入数据转换成模拟信号传输给基于电阻式存储器的核心计算单元；

所述模拟数字信号转换器，把基于电阻式存储器的核心计算单元的输出模拟信号转换成数字信号存储到片内存储器；

所述基于电阻式存储器的核心计算单元，用于从数字模拟信号转换器获得输入模拟信号并直接使用模拟信号完成连续多层的卷积计算和最大池化操作，由多个大小固定的交叉开关阵列，若干个开关矩阵，开关矩阵控制器和多个最大池化电路组成；

所述交叉开关阵列，由可变电阻式随机存储器组成，可由开关矩阵进行连接，用于存储卷积计算的权值矩阵，并进行部分卷积计算；

所述开关矩阵，通过开关矩阵控制器来控制其开合状态，用于连接邻的交叉开关阵列组成新的计算单元；

所述开关矩阵控制器，接收来自控制器的指令，用于控制开关矩阵的开合状态，进一步地，所述开关矩阵控制器通过开关矩阵的开合状态连接多个交叉开关矩阵组成若干个卷积计算单元，每个卷积计算单元可执行一个完整的卷积计算，所述开关矩阵控制器根据子网络的结构通过开关矩阵的开合状态连接所有的卷积计算单元，使相邻层卷积计算单元输入输出模拟信号可直接传输；

所述最大池化电路，用于对开关矩阵输出的模拟信号进行最大池化操作，并将最大池化后的模拟信号传输到模拟数字信号转换器。

2.根据权利要求1所述的基于可变电阻式随机存储器的卷积神经网络加速器，其特征在于，所述的片内存储器有增强动态随机存储器，寄存器和可变电阻式随机存储器。

3.根据权利要求1所述的基于可变电阻式随机存储器的卷积神经网络加速器，其特征在于，子网络的结构为两层卷积和一层最大池化层，或者一层卷积和一层最大池化层。