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STT-MRAM绝对差值原位计算驱动的轻量型AdderNet电路设计
1
作者
王黎勋
张跃军
+2 位作者
李琪康
张会红
温亮
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第9期3252-3261,共10页
随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增...
随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增长趋势。为此,该文提出一种基于自旋转移矩磁性随机存储器(Spin Transfer Torque-Magnetoresistive Random Access Memory, STT-MRAM)的轻量型加法神经网络(AdderNet)加速电路设计方案。该方案首先将L1范数引入存算一体架构,提出STT-MRAM绝对差值原位计算方法,以轻量级加法取代乘累加运算;其次,设计基于磁阻状态映射的可配置全加器,结合稀疏优化策略,跳过零值参与的冗余逻辑判断;最后,进一步构建支持单周期进位链更新的并行全加器阵列,实现高效的卷积核映射与多核L1范数并行计算。实验结果显示,在CIFAR-10数据集上,该加速器实现90.66%的识别准确率,仅较软件模型下降1.18%,同时在133 MHz频率下达到32.31 GOPS的最大吞吐量与494.56 GOPS/W的峰值能效。
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关键词
磁性随机存储器
加法神经网络
稀疏计算
硬件加速器
人工智能
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职称材料
基于异步卷积分解与分流结构的单阶段检测器
被引量：
1
2
作者
赵蓬辉
孟春宁
常胜江
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2089-2098,共10页
目标检测网络SSD的多层回归特征图存在各层回归计算之间相对独立的问题,且基于SSD改进的系列算法在提高检测精度的同时难以兼顾实时性。针对上述问题,提出一种基于异步卷积分解与分流(shunt)结构的单阶段目标检测器。基于异步卷积分解...
目标检测网络SSD的多层回归特征图存在各层回归计算之间相对独立的问题,且基于SSD改进的系列算法在提高检测精度的同时难以兼顾实时性。针对上述问题,提出一种基于异步卷积分解与分流(shunt)结构的单阶段目标检测器。基于异步卷积分解算法设计了一种shunt结构,交错连接多层特征图,增强了回归计算之间的统一性与协调性。优化了原有高层主流结构,在主流结构与shunt结构中分别用最大池化和异步卷积分解2种不同的方式对特征图大小进行降维,保留空间相关信息的同时提高了特征的多样性。实验结果表明,将VOC2007trainval和VOC2012trainval中的图片统一缩小至300像素×300像素进行训练,提出的目标检测器在VOC2007test上进行检测时的平均精度均值可达到80. 5%,检测速度超过30帧/s。
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关键词
目标检测
卷积神经网络
异步卷积分解
分流结构
结构优化
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职称材料
利用格密码的非对称性构造尺寸优化的隐藏认证不经意传输协议
被引量：
1
3
作者
杨孝鹏
李伟春
曹浩
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2020年第S01期306-309,共4页
在保持安全性的前提下,针对模格具有降低密钥尺寸和通信成本的优势,采用密钥交换构造方式并使用新型模转换技术,结合调和机制与高级对称加密算法,提出了一种简单的基于模格上的1-out-of-2不经意传输协议。利用非对称模—带误差学习问题...
在保持安全性的前提下,针对模格具有降低密钥尺寸和通信成本的优势,采用密钥交换构造方式并使用新型模转换技术,结合调和机制与高级对称加密算法,提出了一种简单的基于模格上的1-out-of-2不经意传输协议。利用非对称模—带误差学习问题,保证了协议发送方和接收方的隐私,证明了在随机预言机模型下的通用可组合安全性。基于提出的不经意传输协议,引入隐藏证书构造了隐藏认证的k-out-of-N不经意传输协议。利用非对称的模—带误差学习问题和非对称的模—短整数解问题,实现了接收方权限的隐藏认证。效率方面,协议使用的运算是小整数的模加和模乘,降低了通信成本,并且使用模转换技术有效地压缩了公钥尺寸和密文长度。
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关键词
格
不经意传输
非对称的模—带误差学习问题
非对称的模—短整数解问题
模转换技术
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职称材料
题名
STT-MRAM绝对差值原位计算驱动的轻量型AdderNet电路设计
1
作者
王黎勋
张跃军
李琪康
张会红
温亮
机构
宁波大学信息科学与工程
学院
中国人民武装警察部队海警学院电子技术系
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第9期3252-3261,共10页
基金
国家自然科学基金(62474100,62174121,62134002)
浙江省“尖兵领雁+X”科技计划项目(2025C01063)
+2 种基金
宁波市科创甬江2035重点研发计划(2024Z139)
慈溪市重点研发专项(CZ2025006)
宁波大学研究生科研创新项目。
文摘
随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增长趋势。为此,该文提出一种基于自旋转移矩磁性随机存储器(Spin Transfer Torque-Magnetoresistive Random Access Memory, STT-MRAM)的轻量型加法神经网络(AdderNet)加速电路设计方案。该方案首先将L1范数引入存算一体架构,提出STT-MRAM绝对差值原位计算方法,以轻量级加法取代乘累加运算;其次,设计基于磁阻状态映射的可配置全加器,结合稀疏优化策略,跳过零值参与的冗余逻辑判断;最后,进一步构建支持单周期进位链更新的并行全加器阵列,实现高效的卷积核映射与多核L1范数并行计算。实验结果显示,在CIFAR-10数据集上,该加速器实现90.66%的识别准确率,仅较软件模型下降1.18%,同时在133 MHz频率下达到32.31 GOPS的最大吞吐量与494.56 GOPS/W的峰值能效。
关键词
磁性随机存储器
加法神经网络
稀疏计算
硬件加速器
人工智能
Keywords
Magnetoresistive Random Access Memory(MRAM)
AdderNet
Sparse computation
Hardware accelerator
Artificial intelligence
分类号
TN403 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
基于异步卷积分解与分流结构的单阶段检测器
被引量：
1
2
作者
赵蓬辉
孟春宁
常胜江
机构
南开大学
电子
信息与光学工程
学院
现代光学研究所
中国人民武装警察部队海警学院电子技术系
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2089-2098,共10页
基金
公安部技术研究计划(2017JSYJC10)~~
文摘
目标检测网络SSD的多层回归特征图存在各层回归计算之间相对独立的问题,且基于SSD改进的系列算法在提高检测精度的同时难以兼顾实时性。针对上述问题,提出一种基于异步卷积分解与分流(shunt)结构的单阶段目标检测器。基于异步卷积分解算法设计了一种shunt结构,交错连接多层特征图,增强了回归计算之间的统一性与协调性。优化了原有高层主流结构,在主流结构与shunt结构中分别用最大池化和异步卷积分解2种不同的方式对特征图大小进行降维,保留空间相关信息的同时提高了特征的多样性。实验结果表明,将VOC2007trainval和VOC2012trainval中的图片统一缩小至300像素×300像素进行训练,提出的目标检测器在VOC2007test上进行检测时的平均精度均值可达到80. 5%,检测速度超过30帧/s。
关键词
目标检测
卷积神经网络
异步卷积分解
分流结构
结构优化
Keywords
object detection
convolutional neural networks
asynchronous convolution factorization
shunt structure
structure optimization
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
利用格密码的非对称性构造尺寸优化的隐藏认证不经意传输协议
被引量：
1
3
作者
杨孝鹏
李伟春
曹浩
机构
中国人民武装警察部队海警学院电子技术系
安徽科技
学院
信息与网络工程
学院
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2020年第S01期306-309,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(61802241,61801527)
安徽省教育厅自然科学重点研究项目(KJ2017A519)
中国人民武装警察部队海警学院科研发展基金项目
文摘
在保持安全性的前提下,针对模格具有降低密钥尺寸和通信成本的优势,采用密钥交换构造方式并使用新型模转换技术,结合调和机制与高级对称加密算法,提出了一种简单的基于模格上的1-out-of-2不经意传输协议。利用非对称模—带误差学习问题,保证了协议发送方和接收方的隐私,证明了在随机预言机模型下的通用可组合安全性。基于提出的不经意传输协议,引入隐藏证书构造了隐藏认证的k-out-of-N不经意传输协议。利用非对称的模—带误差学习问题和非对称的模—短整数解问题,实现了接收方权限的隐藏认证。效率方面,协议使用的运算是小整数的模加和模乘,降低了通信成本,并且使用模转换技术有效地压缩了公钥尺寸和密文长度。
关键词
格
不经意传输
非对称的模—带误差学习问题
非对称的模—短整数解问题
模转换技术
分类号
TN918.4 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
STT-MRAM绝对差值原位计算驱动的轻量型AdderNet电路设计
王黎勋
张跃军
李琪康
张会红
温亮
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于异步卷积分解与分流结构的单阶段检测器
赵蓬辉
孟春宁
常胜江
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
利用格密码的非对称性构造尺寸优化的隐藏认证不经意传输协议
杨孝鹏
李伟春
曹浩
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2020
1
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