[发明专利]一种数据处理方法、系统、装置及介质

说明书

本发明提供的一种数据处理方法、系统、装置及介质，该方法主要包括以下步骤：获取传感器信号，将传感器信号发送至SRAM阵列的读位线；确定读位线的电压值稳定，开启SRAM阵列的读字线；通过读字线获取传感器信号的权重值，根据权重值进行乘法操作，得到第一输出电压输出至共享位线；将第一输出电压进行二值化处理得到第二输出数据，将第二输出数据得到卷积运算结果；方案能够无需中间一系列模数转换、数模转换的处理步骤，大大降低数据传输的硬件开销、功耗、延迟，能够有效地提高神经网络算法的正确率，并且还可以降低数据搬移所产生的延迟和功耗；同时提供低延迟、高带宽等高性能要求，可广泛应用于嵌入式技术领域。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，尤其是一种数据处理方法、系统、装置及介质。

背景技术

在低功耗嵌入式系统中，复杂的计算需求和硬件资源可用性之间的鸿沟越来越大。同时对于物联网、边缘计算这些应用场景来说，越来越要求高性能、低功耗来满足实时性和便捷性。

在传统的冯·诺伊曼计算机体系架构下，计算单元和存储单元在物理空间上是分离的，两者间通过数据总线进行数据传输。计算单元根据指令从内存中读取数据，计算完成后存回内存。这种架构成为制约计算系统性能提升的主要瓶颈之一，不但增加了计算的延迟而且带来了巨大的能耗开销。据估算在冯·诺伊曼计算机体系架构中，数据传输的功耗在总的数据计算功耗中占比高达50％以上。另外，存储墙(Memory Wall)的问题更加不容忽视。由于计算和存储的分离，处理器和存储器朝着各自的方向和理念发展演进。处理器追求的是高频高性能，而存储器目标是低成本、高密集型，其性能相对来说发展较慢。很长一段时间以来，相比于处理器取得年均约55％的性能提升的进步，而内存的数据存取延迟只有可怜的10％的降低。同时，对于海量的数据传输需求，数据总线有限的带宽同样严重制约了系统计算的性能与效率。

发明内容

有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本发明实施例的目的在于提供一种高性能、低功耗的数据处理方法，以及对应能够实现该方法的系统、装置以及介质。

一方面，本申请技术方案提供了一种数据处理方法，包括以下步骤：

获取传感器信号，将所述传感器信号发送至SRAM阵列的读位线；所述传感器信号为输入特征图的像素点，进行二值化处理所转换得到的电压信号；

确定所述读位线的电压值稳定，开启SRAM阵列的读字线；

获取所述读字线中传感器信号的权重值，获取所述读位线中的传感器信号，根据所述权重值与所述传感器信号进行乘法操作，得到第一输出电压输出至共享位线；所述第一输出电压为输出特征图中像素点的电压信号；

将所述第一输出电压进行转换得到第二输出数据，将所述第二输出数据得到卷积运算结果。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述读位线包括第一读位线和第二读位线，所述通过所述获取所述读字线中传感器信号的权重值，获取所述读位线中的传感器信号，根据所述权重值与所述传感器信号进行乘法操作，得到第一输出电压输出至共享位线，包括：

确定所述权重值为第一数值，第一晶体管截止，第二晶体管导通，将所述第一读位线中的传感器信号发送至所述共享位线；

确定所述权重值为第二数值，第一晶体管导通，第二晶体管截止，将所述第二读位线中的传感器信号发送至所述共享位线；

确定所述权重值为第三数值，第一晶体管截止，第二晶体管截止，将所述第一读位线和第二读位线中的传感器信号均发送至所述共享位线。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述将所述第一输出电压进行转换得到第二输出数据，将所述第二输出数据得到卷积运算结果这一步骤，包括：

将所述第一共享位线中的第二输出数据与所述第二共享位线中的第二输出数据相减得到所述卷积运算结果。