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公开(公告)号：CN119577297A
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202411573862.3
申请日：2024-11-06
Applicant: 北京大学
IPC: G06F17/11 , G06N3/0464 , G06N3/048 , G06N3/063 , G06N3/08
Abstract: 本发明提供了一种全模拟数据流的神经常微分方程求解器及其计算方法，属于存内计算技术领域。本发明神经常微分方程求解器，基于忆阻器阵列，采用龙格‑库塔方法求解神经常微分方程，输入数据通过数模转换器电路转换成模拟电压值，输入到忆阻器阵列，利用忆阻器阵列及其外围电路求解龙格‑库塔方法中的临时系数，利用跨阻放大器将忆阻器阵列的电流输出转为后面级联的忆阻器阵列的电压输入，使得计算过程不需对中间结果做数模/模数的转换，所有的计算数据和计算结果都以电压值或者电流值这种模拟量的形式来表示和传递，形成全模拟数据流，提高了计算速度和效率，降低了中间计算结果的量化误差，提高了最终计算结果的精度，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN119559031A
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202411599570.7
申请日：2024-11-11
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提供了一种基于忆阻器存内计算架构的布料模拟加速系统及方法，属于忆阻器存内计算技术领域和图形学硬件加速技术领域。本发明系统包括由忆阻器阵列构成的随机存储器、内容可寻址存储器、通用计算单元、方程组求解单元，以及数模转换模块、跨阻放大器和控制器模块；在系统上利用忆阻器存内计算架构，在存内进行计算，避免了数据的频繁读取，同时利用忆阻器阵列进行模拟计算，直接求解线性方程组，避免了迭代求解方程组，利用存内计算的高并行特点，同时处理大量的节点和弹簧，从而大大提高了布料模拟的速度，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN119067185A
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202411097118.0
申请日：2024-08-12
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明一种高效的强化学习的训练加速系统及方法，属于强化学习的加速领域。本发明一种强化学习的训练加速系统包括在CPU上的软件系统和在FPGA上的硬件系统；在该系统上实现的强化学习的训练加速方法，完成并行m个环境的强化学习训练过程中一个计算步step的计算包括：CPU端数据预处理，CPU端发送数据给FPGA，FPGA端对收到的数据进行缓存，FPGA端做环境的并行计算和计算结果缓存，CPU端从FPGA端读取计算结果数据，CPU端解包结果数据用于更新训练模型；该方法运用本地存储技术，流水线技术和时分复用技术使，提升了运算速度，实现了强化学习环境更新的硬件加速；采用模块化和参数化设计，通用性强；通过加速强化学习的环境更新这部分，最终加速了强化学习的训练过程。
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公开(公告)号：CN118866050A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410826113.0
申请日：2024-06-25
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种针对忆阻型器件的基于有限状态机的写入验证方法，适用于所有忆阻型器件的多值写入，可以大大加快写入的速度。本发明将写入过程中经历的各种情况划分为不同的状态，根据每次写入的结果，以有限状态机的形式进行状态值的更新，使得下次经历同样状态时可以根据先验知识施加更加合适的写入条件，大大提高了成功写入器件的速度。本发明利用有限状态机的划分方案和状态值的更新机制在忆阻型器件上进行训练，状态值更新会趋于稳定，记录下在写入验证过程中处于不同状态时应该执行的最优操作，并在后续的写入验证中大大提高写入的速度。
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公开(公告)号：CN118748033A
公开(公告)日：2024-10-08
申请号：CN202410743692.2
申请日：2024-06-11
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于电化学随机存取存储器的全并行向量外积计算操作方法，包括构建以电化学随机存取存储器及其栅极选通晶体管为基本单元的存储器阵列，以及相应的随机脉冲更新方法。其中，电化学随机存取存储器的电导变化与刺激脉冲数目成高度线性关系，在不施加刺激脉冲的时候，器件沟道电导保持不变，呈现非易失特性。通过随机脉冲编程，可以原位进行器件的电导更新和在线训练，并行完成向量外积计算，并将计算结果存储在器件的电导中，进行后续的网络存内计算加速，避免了额外的数据搬运，有效降低了操作复杂度和器件编程延迟。除此之外，该方案可以扩展到和赫布学习规则相关的网络训练范式中，加速相关算法的训练过程。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117933417A
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202410024035.2
申请日：2024-01-08
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明涉及一种基于强化学习的数据处理系统及方法，包括：模型构建模块，用于针对待处理数据进行强化学习建模，确定动作空间及其价值函数、策略类型；强化学习决策模块，用于获取强化学习模型中的各个动作及其对应的价值、策略类型以及预设精度要求，并利用硬件电路实现快速决策；输出模块，用于将决策结果输出，得到待处理数据的处理结果。本发明通过硬件实现随机策略选择，能够在硬件中并行进行保留精确度，利用率和探索度的策略选择，提升了运算速度，因此，本发明可以广泛应用于数据处理领域。
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公开(公告)号：CN113871472B
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202111088535.5
申请日：2021-09-16
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/772 , H01L29/10 , H01L29/06 , G11C16/04
Abstract: 本发明公开了一种基于离子栅MoS2晶体管的不平衡三值逻辑门的实现方法，利用正脉冲引起的离子栅MoS2晶体管的源漏电流值差异区分不同逻辑信号组合，实现了不平衡三值逻辑门。对于单个栅门调控，向栅极施加三个不同幅度的电压，可以测量出三个不同大小的源漏电流值，然后通过与参考电流值比较，实现了标准三值反相器、正三值反相器和负三值反相器。对于栅门和漏门组合调控，向栅极和漏极分别施加三个不同幅度的电压组合，可以测量出九个不同幅度的源漏电流值，然后通过与参考电流值比较，实现了三值与门、三值与非门、三值或门、三值或非门、三值异或门和三值异或非门逻辑。本发明为建立三值逻辑电路提供了新的见解，并有助于开发三值系统结构。
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公开(公告)号：CN116755638A
公开(公告)日：2023-09-15
申请号：CN202311036241.7
申请日：2023-08-17
Applicant: 北京大学 , 北方集成电路技术创新中心(北京)有限公司
IPC: G06F3/06
Abstract: 本发明提供了一种低资源消耗的面向忆阻器耐久性的磨损均衡方法，属于集成电路技术领域。本发明是将被频繁写入数据的存储空间块与未被频繁写入数据的存储空间块进行数据交换，使数据写入在整个存储空间上尽可能均匀，有助于缓解频繁读写带来的器件损坏的问题，提高RRAM阵列寿命。同时，该发明在不改变存储器整体架构的情况下，尽可能少的花费额外存储资源和算力，保证较低的面积与能量开销，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN116456727A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310699956.4
申请日：2023-06-14
Applicant: 北京大学
IPC: H10B63/00
Abstract: 本发明公开了一种能够保持循环间开关比的阻变存储器及其制备方法。该阻变存储器包括衬底及其上的底电极‑阻变层‑储氧层‑离子阻挡层‑顶电极叠层结构，其中离子阻挡层的厚度为1~5 nm，成分为MOn，M为特定金属元素，选自Ta、Hf、Al、Ti、Zr、W，1≤n≤3。通过在器件储氧层和顶电极之间引入一层离子阻挡层，器件循环操作过程中的氧离子在储氧层和顶电极之间的扩散会被阻断，从而保证了功能层中的氧离子在不同极性电压下发生可逆的迁移，进而可以使得器件在循环操作下的开关比得以保持。同时，该阻变存储器具有低操作电压及制备工艺与传统CMOS工艺相兼容的优点，便于推广应用。
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公开(公告)号：CN116096223B
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202310379304.2
申请日：2023-04-11
Applicant: 北京大学 , 北方集成电路技术创新中心(北京)有限公司
Abstract: 本发明公开了一种低操作电压高一致性忆阻器及其制备方法。所述忆阻器是在上下层电极之间设有掺氮缺陷层和功能层，所述掺氮缺陷层成分为MOxNy，其中M选自下列过渡金属元素中的一种或多种：Ta，Hf，Zn，Ni，Ti，W；1≤x≤2.5，0.01≤y≤0.5。本发明采用氧含量比例较高同时轻微掺杂氮的掺氮缺陷层，通过调整功能层材料厚度及合理控制其成分可以实现不同阻值和操作电压，最终实现了具有低操作电压的忆阻器件。本发明忆阻器的低操作电压特性和制备工艺与传统CMOS工艺相兼容的优点，对于存内计算硬件的最终实现有着重要的意义。
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