本發(fā)明涉及存內(nèi)計算，具體地，涉及一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)、方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展，星載計算系統(tǒng)面臨越來越復雜的計算需求，尤其在圖像處理、導航定位等任務(wù)中，要求星載計算系統(tǒng)具備高效的處理能力和可靠性。然而，傳統(tǒng)馮諾依曼架構(gòu)由于數(shù)據(jù)頻繁在存儲器和處理器之間傳輸，導致數(shù)據(jù)瓶頸問題，限制了星載計算系統(tǒng)的性能提升。此外，航天環(huán)境下的輻射效應和空間電磁干擾對電子器件的可靠性提出了嚴峻挑戰(zhàn)，如何確保計算系統(tǒng)的高可靠性成為航天電子設(shè)計中的重要問題。

2、近年來，存內(nèi)計算技術(shù)逐漸成為解決計算性能和能效瓶頸的有效途徑。存內(nèi)計算將存儲和計算功能融入同一個硬件單元，通過減少數(shù)據(jù)傳輸，提高計算效率并降低能耗，適用于能效和體積嚴格受限的航天應用。存內(nèi)計算架構(gòu)直接在存儲器中執(zhí)行矩陣乘法等計算任務(wù)，大幅減少數(shù)據(jù)移動開銷，提高并行處理能力。然而，由于航天環(huán)境的惡劣條件以及星載計算系統(tǒng)的長時間運行需求，傳統(tǒng)存內(nèi)計算架構(gòu)在抗輻射、容錯等方面面臨諸多挑戰(zhàn)，無法完全滿足高可靠性的需求。

3、在星載計算系統(tǒng)中，輻射效應和硬件老化等問題導致計算單元出現(xiàn)永久或暫時性的錯誤。為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行，傳統(tǒng)糾錯方法主要依賴冗余硬件設(shè)計（如三模冗余），通過比較多個相同計算單元的輸出結(jié)果，進行錯誤檢測與修復。然而，這種靜態(tài)冗余方法增加了硬件的復雜性和功耗，導致硬件資源浪費和系統(tǒng)靈活性不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)、方法及設(shè)備。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，包括：存內(nèi)計算輸入模塊、糾錯存內(nèi)計算模塊和存內(nèi)計算輸出模塊；

3、所述存內(nèi)計算輸入模塊用于將特征值劃分，并生成奇偶校驗比特，發(fā)送至所述糾錯存內(nèi)計算模塊；

4、所述糾錯存內(nèi)計算模塊對特征值進行存內(nèi)計算，并對計算結(jié)果進行奇偶校驗，根據(jù)校驗結(jié)果輸出正確結(jié)果，并將結(jié)果發(fā)送至所述存內(nèi)計算輸出模塊；

5、所述存內(nèi)計算輸出模塊用于接收所述糾錯存內(nèi)計算模塊的輸出結(jié)果以獲得輸出特征值。

6、優(yōu)選地，所述存內(nèi)計算輸入模塊中設(shè)置奇偶校驗生成單元用于生成奇偶校驗比特。

7、優(yōu)選地，所述糾錯存內(nèi)計算模塊包括片上抗輻射mram單元、例化存內(nèi)計算單元和結(jié)果判決單元；

8、所述片上抗輻射mram單元將權(quán)重發(fā)送至例化存內(nèi)計算單元，與特征值進行存內(nèi)計算，計算結(jié)果發(fā)送至結(jié)果判決單元，若奇偶校驗正確則輸出結(jié)果，若奇偶校驗不正確則新增待例化存內(nèi)計算單元用于輸出正確結(jié)果。

9、優(yōu)選地，所述結(jié)果判決單元根據(jù)來自所述存內(nèi)計算輸入模塊的奇偶校驗比特、所述例化存內(nèi)計算單元的奇偶校驗比特、特征值和權(quán)重的組個數(shù)奇偶值進行奇偶校驗，判斷當前計算結(jié)果是否正確，若計算結(jié)果正確，則將該結(jié)果發(fā)送至所述存內(nèi)計算輸出模塊；若計算結(jié)果不正確，則例化新的所述待例化存內(nèi)計算單元重新計算，并將計算結(jié)果發(fā)送至所述存內(nèi)計算輸出模塊。

10、優(yōu)選地，所述片上抗輻射mram單元用于存儲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重參數(shù)。

11、優(yōu)選地，所述例化存內(nèi)計算單元和待例化存內(nèi)計算單元設(shè)置相同硬件結(jié)構(gòu)，用于進行存內(nèi)計算。

12、優(yōu)選地，所述結(jié)果判決單元設(shè)置奇偶校驗單元和奇偶校驗生成單元用于進行奇偶校驗。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算方法，包括：

14、步驟s1：將同一份神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重參數(shù)從片上抗輻射mram單元發(fā)送至例化存內(nèi)計算單元#0和#1中；

15、步驟s2：將輸入特征值發(fā)送至存內(nèi)計算輸入模塊，通過奇偶校驗生成單元生成奇偶校驗比特，并將輸入特征值拆分成輸出特征值#0和#1，將輸出特征值#0、#1和奇偶校驗比特發(fā)送至糾錯存內(nèi)計算模塊；

16、步驟s3：例化存內(nèi)計算單元#0和#1接收來自存內(nèi)計算輸入模塊的特征值和片上抗輻射mram單元的權(quán)重，得到計算結(jié)果并發(fā)送至結(jié)果判決單元，結(jié)果判決單元根據(jù)來自存內(nèi)計算輸入模塊的奇偶校驗比特、例化存內(nèi)計算單元#0和#1的奇偶校驗比特、特征值和權(quán)重的(1,0)組個數(shù)奇偶值進行奇偶校驗，判斷當前計算結(jié)果是否正確；

17、步驟s4：若計算結(jié)果正確，則將該結(jié)果發(fā)送至存內(nèi)計算輸出模塊；若計算結(jié)果不正確，則例化新的所述待例化存內(nèi)計算單元?#2重新計算，并將計算結(jié)果發(fā)送至存內(nèi)計算輸出模塊。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算設(shè)備，包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有可執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述存儲器中的程序指令時，所述處理器用于所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算方法的步驟。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

20、本發(fā)明提供的一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)及方法，支持存內(nèi)計算單元的靈活動態(tài)例化，根據(jù)計算結(jié)果進行例化或釋放硬件資源，增強存內(nèi)計算系統(tǒng)的靈活性和系統(tǒng)性能。相比傳統(tǒng)方法，該系統(tǒng)顯著提高了星載計算系統(tǒng)的計算能力和抗輻射能力，確保在復雜空間環(huán)境中長期穩(wěn)定運行。

技術(shù)特征：

1.一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，包括：存內(nèi)計算輸入模塊（101）、糾錯存內(nèi)計算模塊（102）和存內(nèi)計算輸出模塊（103）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，所述存內(nèi)計算輸入模塊（101）中設(shè)置奇偶校驗生成單元用于生成奇偶校驗比特。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，所述糾錯存內(nèi)計算模塊（102）包括片上抗輻射mram單元（1021）、例化存內(nèi)計算單元（1022）、待例化存內(nèi)計算單元（1023）和結(jié)果判決單元（1024）；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)果判決單元（1024）根據(jù)來自所述存內(nèi)計算輸入模塊（101）的奇偶校驗比特、所述例化存內(nèi)計算單元（1022）的奇偶校驗比特、特征值和權(quán)重的組個數(shù)奇偶值進行奇偶校驗，判斷當前計算結(jié)果是否正確，若計算結(jié)果正確，則將該結(jié)果發(fā)送至所述存內(nèi)計算輸出模塊（103）；若計算結(jié)果不正確，則例化新的所述待例化存內(nèi)計算單元（1023）重新計算，并將計算結(jié)果發(fā)送至所述存內(nèi)計算輸出模塊（103）。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，所述片上抗輻射mram單元（1021）用于存儲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，所述例化存內(nèi)計算單元（1022）和待例化存內(nèi)計算單元（1023）設(shè)置相同硬件結(jié)構(gòu)，用于進行存內(nèi)計算。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)果判決單元（1024）設(shè)置奇偶校驗單元和奇偶校驗生成單元用于進行奇偶校驗。

8.一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算方法，基于權(quán)利要求3至7中任一項所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算設(shè)備，包括處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有可執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述存儲器中的程序指令時，所述處理器用于執(zhí)行權(quán)利要求8所述的基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于動態(tài)例化的糾錯存內(nèi)計算系統(tǒng)、方法及設(shè)備，屬于存內(nèi)計算技術(shù)領(lǐng)域，所述系統(tǒng)包括存內(nèi)計算輸入模塊、糾錯存內(nèi)計算模塊、存內(nèi)計算輸出模塊；所述存內(nèi)計算輸入模塊用于將特征值劃分，并生成奇偶校驗比特；在糾錯存內(nèi)計算模塊中，由片上抗輻射MRAM單元將權(quán)重發(fā)送至例化存內(nèi)計算單元，與特征值進行存內(nèi)計算，計算結(jié)果發(fā)送至結(jié)果判決單元，若奇偶校驗正確則輸出結(jié)果，若奇偶校驗不正確則新增例化存內(nèi)計算單元用于輸出正確結(jié)果；存內(nèi)計算輸出模塊用于接收糾錯存內(nèi)計算模塊的輸出結(jié)果以獲得輸出特征值。本發(fā)明支持存內(nèi)計算單元的靈活動態(tài)例化，根據(jù)計算結(jié)果進行例化或釋放硬件資源，增強存內(nèi)計算系統(tǒng)的靈活性和系統(tǒng)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：黃宇軒,程利甫,劉奎,金航宇,景乃鋒,王琴,蔣劍飛
受保護的技術(shù)使用者：上海交通大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15