基于忆阻器阵列的类脑电路为实现高能效神经网络计算提供了极具潜力的技术路线.然而,现有方案通常需要使用大量的模数转换过程,成为计算电路能效进一步提升的瓶颈.因此,提出了一种基于1T1R(1 Transistor 1 Resistor)忆阻器交叉阵列与CMO...基于忆阻器阵列的类脑电路为实现高能效神经网络计算提供了极具潜力的技术路线.然而,现有方案通常需要使用大量的模数转换过程,成为计算电路能效进一步提升的瓶颈.因此,提出了一种基于1T1R(1 Transistor 1 Resistor)忆阻器交叉阵列与CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)激活函数的全模拟神经网络架构,以及与其相关的训练优化方法 .该架构采用1T1R忆阻器交叉阵列来实现神经网络线性层中的模拟计算,同时利用CMOS非线性电路来实现神经网络激活层的模拟计算,在全模拟域实现神经网络大幅减少了模数转换器的使用,优化了能效和面积成本.实验结果验证了忆阻器作为神经网络权重层的可行性,同时设计多种CMOS模拟电路,在模拟域实现了多种非线性激活函数,如伪ReLU(Rectified Linear Unit)、伪Sigmoid、伪Tanh、伪Softmax等电路.通过定制化训练方法来优化模拟电路神经网络的训练过程,解决了实际非线性电路的输出饱和条件下的训练问题.仿真结果表明,即使在模拟电路的激活函数与理想激活函数不一致的情况下,全模拟神经网络电路在MNIST(Modified National Institute of Standards and Technology)手写数字识别任务中的识别率仍然可以达到98%,可与基于软件的标准网络模型的结果相比.展开更多
开展了入射脉冲激光能量密度对纳秒脉冲激光辐照CMOS(complementary metal oxide semiconductor)光电探测器的感光面(二氧化硅层/硅层交界面)处热应力的影响研究。建立了CMOS光电探测器的仿真几何结构模型,基于傅里叶热传导方程及热力...开展了入射脉冲激光能量密度对纳秒脉冲激光辐照CMOS(complementary metal oxide semiconductor)光电探测器的感光面(二氧化硅层/硅层交界面)处热应力的影响研究。建立了CMOS光电探测器的仿真几何结构模型,基于傅里叶热传导方程及热力耦合方程组对纳秒脉冲激光辐照下CMOS光电探测器感光面中心点温升和热应力进行了仿真计算,并对入射脉冲激光能量密度对温升时间演化过程以及热应力的空间分布进行了探讨。仿真计算结果表明,随着入射脉冲激光能量密度增大,CMOS光电探测器的感光面处峰值温度增加以及热应力增大。在纳秒脉冲激光辐照CMOS光电探测器时,感光面处存在的拉应力使CMOS光电探测器先发生力学损伤,随着激光能量密度增大,再发生热学损伤。研究结果对于纳秒脉冲激光诱导CMOS光电探测器损伤机制以及损伤效果的研究具有一定的理论支持。展开更多
该文首次报道了一种极简构架的5G毫米波反向阵设计原理及其CMOS芯片实现技术。该毫米波反向阵极简构架,利用次谐波混频器提供相位共轭和阵列反向功能,无需移相电路及波束控制系统,便可实现波束自动回溯移动通信功能。该文采用国产0.18μ...该文首次报道了一种极简构架的5G毫米波反向阵设计原理及其CMOS芯片实现技术。该毫米波反向阵极简构架,利用次谐波混频器提供相位共轭和阵列反向功能,无需移相电路及波束控制系统,便可实现波束自动回溯移动通信功能。该文采用国产0.18μm CMOS工艺研制了5G毫米波反向阵芯片,包括发射前端、接收前端及跟踪锁相环等核心模块,其中发射及接收前端芯片采用次谐波混频及跨导增强等技术,分别实现了19.5 d B和18.7 d B的实测转换增益。所实现的跟踪锁相环芯片具备双模工作优势,可根据不同参考信号支持幅度调制及相位调制,实测输出信号相噪优于–125 dBc/Hz@100 kHz。该文给出的测试结果验证了所提5G毫米波反向阵通信架构及其CMOS芯片实现的可行性,从而为5G/6G毫米波通信探索了一种架构极简、成本极低、拓展性强的新方案。展开更多
文摘基于忆阻器阵列的类脑电路为实现高能效神经网络计算提供了极具潜力的技术路线.然而,现有方案通常需要使用大量的模数转换过程,成为计算电路能效进一步提升的瓶颈.因此,提出了一种基于1T1R(1 Transistor 1 Resistor)忆阻器交叉阵列与CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)激活函数的全模拟神经网络架构,以及与其相关的训练优化方法 .该架构采用1T1R忆阻器交叉阵列来实现神经网络线性层中的模拟计算,同时利用CMOS非线性电路来实现神经网络激活层的模拟计算,在全模拟域实现神经网络大幅减少了模数转换器的使用,优化了能效和面积成本.实验结果验证了忆阻器作为神经网络权重层的可行性,同时设计多种CMOS模拟电路,在模拟域实现了多种非线性激活函数,如伪ReLU(Rectified Linear Unit)、伪Sigmoid、伪Tanh、伪Softmax等电路.通过定制化训练方法来优化模拟电路神经网络的训练过程,解决了实际非线性电路的输出饱和条件下的训练问题.仿真结果表明,即使在模拟电路的激活函数与理想激活函数不一致的情况下,全模拟神经网络电路在MNIST(Modified National Institute of Standards and Technology)手写数字识别任务中的识别率仍然可以达到98%,可与基于软件的标准网络模型的结果相比.
文摘开展了入射脉冲激光能量密度对纳秒脉冲激光辐照CMOS(complementary metal oxide semiconductor)光电探测器的感光面(二氧化硅层/硅层交界面)处热应力的影响研究。建立了CMOS光电探测器的仿真几何结构模型,基于傅里叶热传导方程及热力耦合方程组对纳秒脉冲激光辐照下CMOS光电探测器感光面中心点温升和热应力进行了仿真计算,并对入射脉冲激光能量密度对温升时间演化过程以及热应力的空间分布进行了探讨。仿真计算结果表明,随着入射脉冲激光能量密度增大,CMOS光电探测器的感光面处峰值温度增加以及热应力增大。在纳秒脉冲激光辐照CMOS光电探测器时,感光面处存在的拉应力使CMOS光电探测器先发生力学损伤,随着激光能量密度增大,再发生热学损伤。研究结果对于纳秒脉冲激光诱导CMOS光电探测器损伤机制以及损伤效果的研究具有一定的理论支持。
文摘该文首次报道了一种极简构架的5G毫米波反向阵设计原理及其CMOS芯片实现技术。该毫米波反向阵极简构架,利用次谐波混频器提供相位共轭和阵列反向功能,无需移相电路及波束控制系统,便可实现波束自动回溯移动通信功能。该文采用国产0.18μm CMOS工艺研制了5G毫米波反向阵芯片,包括发射前端、接收前端及跟踪锁相环等核心模块,其中发射及接收前端芯片采用次谐波混频及跨导增强等技术,分别实现了19.5 d B和18.7 d B的实测转换增益。所实现的跟踪锁相环芯片具备双模工作优势,可根据不同参考信号支持幅度调制及相位调制,实测输出信号相噪优于–125 dBc/Hz@100 kHz。该文给出的测试结果验证了所提5G毫米波反向阵通信架构及其CMOS芯片实现的可行性,从而为5G/6G毫米波通信探索了一种架构极简、成本极低、拓展性强的新方案。
