处理装置及处理方法与流程

本公开涉及集成电路，特别涉及一种处理装置及处理方法。

背景技术：

1、冯·诺依曼架构是计算芯片的主流架构，其核心特征是将中央处理单元（centralprocessing unit ，cpu）与内存分离，数据通过总线在cpu和内存之间频繁搬运，导致功耗较高，从而需要复杂散热系统，增加成本和体积。其中，散热系统包括风扇、热管和液冷系统，以便管理芯片运行时产生的热量。此外，硅基晶体管的开关能耗也较高，这样会限制能效提升。

2、为了降低功耗，一方面，可以采用动态电压和频率缩放（dynamic voltage andfrequency scaling，dvfs）、以及电源门控等方式，通过调整电压和频率，或者关闭空闲模块来降低功耗；另一方面，还可以将计算单元与内存集成在一起，减少数据搬运功耗。然而，这些降功耗方法依赖全局时钟，持续时钟驱动造成静态功耗浪费，尤其在空闲状态，可见目前这些降低功耗的方法无法降低时钟网络的功耗，因此，无法消除静态功耗。

技术实现思路

1、本公开提供一种处理装置及处理方法。

2、第一方面，本公开实施例提供一种处理装置，处理装置包括事件检测单元、主控制单元、功耗控制单元、脉冲神经网络snn处理单元及存内计算单元；

3、在处理装置处于休眠状态下，事件检测单元和功耗控制单元处于上电状态，主控制单元、snn处理单元和存内计算单元处于断电状态；

4、事件检测单元用于：响应于外部传感器的初始感应信号为连续感应信号的情况下，生成脉冲事件信号；

5、功耗控制单元用于：在确定脉冲事件信号对应的脉冲事件为感知事件的情况下，对snn处理单元进行上电。

6、第二方面，本公开实施例提供一种处理方法，应用于处理装置，处理装置包括事件检测单元、主控制单元、功耗控制单元、脉冲神经网络snn处理单元及存内计算单元，且在处理装置处于休眠状态下，事件检测单元和功耗控制单元处于上电状态，主控制单元、snn处理单元和存内计算单元处于断电状态，方法包括：

7、响应于外部传感器的初始感应信号为连续感应信号的情况下，事件检测单元生成脉冲事件信号；

8、在确定脉冲事件信号对应的脉冲事件为感知事件的情况下，功耗控制单元对snn处理单元进行上电。

9、本公开的各实施例中，在休眠状态下，事件检测单元和功耗控制单元处于上电状态，主控制单元、snn处理单元和存内计算单元处于断电状态；事件检测单元能够响应于外部传感器的初始感应信号为连续感应信号，生成脉冲事件信号；功耗控制单元会在确定脉冲事件信号对应的脉冲事件为感知事件的情况下，对snn处理单元进行上电，即snn处理单元是由事件驱动上电，不再由时钟驱动上电，这样在一定程度上减少了时钟驱动所需的静态功耗。

10、而且，在休眠状态下，由于主控制单元、snn处理单元和存内计算单元处于断电状态，由此可以尽可能地减少因时钟驱动导致的主控制单元、snn处理单元和存内计算单元的漏电功耗，从而最大化地降低了处理装置的功耗。

1.一种处理装置，其特征在于，所述处理装置包括事件检测单元、主控制单元、功耗控制单元、脉冲神经网络snn处理单元及存内计算单元；

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述功耗控制单元还用于：在确定所述脉冲事件信号对应的脉冲事件为非感知事件的情况下，维持所述主控制单元、所述snn处理单元和所述存内计算单元断电。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述snn处理单元用于：在确定所述脉冲事件是第一事件类型的情况下，对所述外部传感器的连续感应信号进行处理，获得事件处理结果，并向所述功耗控制单元发送任务完成信息，所述第一事件类型的数据处理量小于预设的数据量阈值；

4.根据权利要求3所述的处理装置，其特征在于，所述snn处理单元用于：基于所述外部传感器的连续感应信号对所述脉冲事件信号对应的脉冲事件进行分类，得到分类结果；其中，所述分类结果至少用于表征所述脉冲事件是所述第一事件类型还是第二事件类型。

5.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述snn处理单元还用于：在确定所述脉冲事件是所述第二事件类型的情况下，生成内部请求事件，并将所述内部请求事件发送至所述功耗控制单元；所述第二事件类型的数据处理量大于预设的数据量阈值；

6.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述存内计算单元还用于：将所述事件处理结果发送至所述主控制单元和/或所述snn处理单元。

7.根据权利要求4至6任一项所述的处理装置，其特征在于，所述脉冲事件信号为图像信号；所述snn处理单元包括初级视觉层、高层网络层和识别网络层，其中，所述初级视觉层，用于提取所述图像信号中的运动特征、以及所述图像信号对应的图像中的边缘区域特征；

8.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述snn处理单元还用于：将所述内部请求事件放入任务队列，或，将所述内部请求事件发送至所述主控制单元，通过所述主控制单元将所述内部请求事件放入任务队列；

9.根据权利要求8所述的处理装置，其特征在于，所述功耗控制单元还用于：基于所述存内计算单元的当前温度和映射模型，确定所述存内计算单元执行所述内部请求事件的工作电压和时钟频率；所述内部请求事件的优先级是根据所述外部传感器的应用场景确定的；

10.根据权利要求8所述的处理装置，其特征在于，所述主控制单元或所述snn处理单元还用于：随机生成事件描述符，以及将所述事件描述符加入所述任务队列；其中，所述事件描述符包括所述内部请求事件的优先级、所述内部请求事件的标识、所述内部请求事件的操作类型和所述存内计算单元的阵列地址中的一种或多种；

11.根据权利要求4至6任一项所述的处理装置，其特征在于，所述snn处理单元包括依次电连接的突触电路、积分电容、比较器，以及分别与所述比较器和所述积分电容电连接的复位开关：

12.根据权利要求11所述的处理装置，其特征在于，所述复位开关中的晶体管包括碳纳米管或二维材料制作的晶体管。

13.根据权利要求11所述的处理装置，其特征在于，所述主控制单元还用于：

14.根据权利要求1至6任一项所述的处理装置，其特征在于，所述功耗控制单元还用于：监听所述snn处理单元内部的平均脉冲发放率，在所述平均脉冲发放率当低于极低阈值的情况下，降低所述snn处理单元和所述功耗控制单元的偏置电压；其中，所述平均脉冲发放率是单位时间内所述snn处理单元是对所述脉冲事件信号进行处理的过程中产生信号的频率。

15.一种处理方法，其特征在于，应用于处理装置，所述处理装置包括事件检测单元、主控制单元、功耗控制单元、脉冲神经网络snn处理单元及存内计算单元，且在所述处理装置处于休眠状态下，所述事件检测单元和所述功耗控制单元处于上电状态，所述主控制单元、所述snn处理单元和所述存内计算单元处于断电状态，所述方法包括：

16.根据权利要求15所述的处理方法，其特征在于，还包括：

17.根据权利要求15或16所述的处理方法，其特征在于，所述功耗控制单元对所述snn处理单元进行上电之后，还包括：

18.根据权利要求17所述的处理方法，其特征在于，所述基于所述外部传感器的连续感应信号对所述脉冲事件信号对应的脉冲事件进行分类之后，还包括：

19.根据权利要求17所述的处理方法，其特征在于，所述基于所述外部传感器的连续感应信号对所述脉冲事件信号对应的脉冲事件进行分类之后，还包括：