上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：61發(fā)布時間：2025-2-28
隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量感知節(jié)點正在產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這給數(shù)據(jù)傳輸帶寬和處理這些數(shù)據(jù)所需的計算硬件帶來了相當(dāng)大的負擔(dān)。近傳感計算（NSC）架構(gòu)將傳感器、存儲器和計算內(nèi)核等多個功能模塊集成到一個混合系統(tǒng)中，因此成為充分降低數(shù)據(jù)處理延遲和能耗的一種有前途的模式。研究人員報道了一種計算型互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）圖像傳感器（CIS）架構(gòu)，該架構(gòu)將可編程卷積核與CIS芯片集成在一起，實現(xiàn)了低功耗圖像邊緣提取。
來自清華大學(xué)的學(xué)者展示了光傳感器陣列、模擬計算內(nèi)存（CIM）和硅互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）邏輯電路的單片三維（M3D）集成，命名為M3D-SAIL。這種方法利用高帶寬片上數(shù)據(jù)傳輸和大規(guī)模并行CIM內(nèi)核來實現(xiàn)高能效NSC架構(gòu)。Si CMOS電路的層是控制邏輯和外圍電路。第二層包括一個1k位一晶體管一電阻（1T1R）陣列，內(nèi)含InGaZnOx場效應(yīng)晶體管（IGZO-FET）和用于模擬CIM的電阻隨機存取存儲器（RRAM）。第三層由多個基于IGZO-FET的光傳感器陣列組成，用于波長相關(guān)的光學(xué)傳感。對每一層的結(jié)構(gòu)完整性和功能進行了全面驗證。此外，在典型的視頻關(guān)鍵幀提取任務(wù)中，利用M3D-SAIL架構(gòu)實現(xiàn)了NSC，分類準(zhǔn)確率高達96.7%，能耗比二維架構(gòu)低31.5倍，計算速度快1.91倍。
據(jù)悉，此論文以“Monolithic 3D IntegratIon of Analog RRAM-based Computing-in-Memory and Sensor for Energy-Efficient Near-Sensor Computing”為標(biāo)題發(fā)表在Advanced Materials。論文地址https://doi.org/10.1002/adma.202302658
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