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存算一体芯片的模拟计算电路与ADC设计.docx

更新时间:2026-08-20 08:12:13 大小:37K 上传用户:江岚查看TA发布的资源 标签:存算一体芯片模拟计算电路ADC设计Crossbar阵列SAR ADC 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

存算一体芯片的模拟计算电路与ADC设计

1 引言

模拟计算是存算一体芯片的核心技术,通过在模拟域完成乘法累加操作,实现比数字计算更高的能效比。ADC(模数转换器)是模拟存算一体芯片的关键外围电路,其精度、速度和功耗直接影响芯片的总体性能。本章系统分析存算一体芯片的模拟计算电路原理、ADC架构和精度-能效权衡。

2 模拟计算原理

2.1 电流域计算

Crossbar阵列中,输入电压通过字线施加,每个存储单元的电导值代表权重,输出电流通过位线累加,实现加权求和。电流域计算能效高,但受噪声和IR Drop影响。

2.2 电荷域计算

通过电容耦合实现加权求和,电荷共享的精度较高,但电容面积较大。

3 ADC设计

3.1 SAR ADC

逐次逼近型ADC在速度和功耗之间取得平衡,是存算一体芯片的主流方案。SAR ADC的分辨率通常为4-8比特。

3.2 时间域ADC

TDC方案通过时间-数字转换替代电压-数字转换,无需高精度比较器,面积和功耗更低。

4 精度-能效权衡

模拟计算的精度受器件噪声、ADC分辨率和IR Drop影响。在INT8精度下,能效比可达100 TOPS/W以上。在BF16精度下,能效比约70 TFLOPS/W


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