[发明专利]可扩展的定点数矩阵乘加运算的存内计算设备和方法

摘要

本发明提供一种基于存储单元的、可扩展的、用于定点数矩阵乘加运算的存内计算设备，其特征在于，包括：数据调度模块，用于将输入的多比特定点数矩阵转换为多个单比特脉冲信号；运算阵列，由M行M列的存储单元构成；辅助运算模块，至少包括低比特模数转换模块、移位加法模块以及数字减法器；列译码器；以及控制模块，存储有配置信息，用于根据配置信息向数据调度模块、列译码器以及辅助运算模块发送配置信号从而适应不同位宽的数据运算。

主权项

1.一种可扩展的定点数矩阵乘加运算的存内计算结构，其特征在于，包括：数据调度模块，用于将输入的多比特定点数矩阵转换为多个单比特脉冲信号；运算阵列，由M行N列的存储单元构成；列译码器；辅助运算模块，至少包括低比特模数转换模块、移位加法模块以及数字减法器；以及控制模块，存储有配置信息，用于根据所述配置信息向所述数据调度模块、所述列译码器以及所述辅助运算模块发送配置信号从而适应不同位宽的数据运算，其中，所述配置信息包括并行度以及数据位宽，所述控制模块根据所述并行度向所述数据调度模块发送并行度信号，所述数据调度模块根据所述并行度信号决定所述运算阵列的有效行数并根据该有效行数将所述单比特脉冲信号按照时序发送至所述运算阵列的字线作为行选信号，所述控制模块根据所述数据位宽向所述列译码器发送权重位宽信号以及列地址信号，所述列译码器根据所述权重位宽信号以及所述列地址信号输出列选信号，所述运算阵列根据所述存储单元存储的权重数据以及所述行选信号在位线上产生相应的模拟运算电流，所述辅助运算模块根据所述列选信号将所述运算阵列中相应位线的电流读入所述低比特模数转换模块，所述低比特模数转换模块将所述模拟运算电流转换为数字信号并输出给所述移位加法模块，所述移位加法模块对所述数字信号进行移位以及累加操作形成正负权重的累加结果，所述数字减法器将所述累加结果进行相减从而形成最终结果。