一种新型高性能SRAM设计：采用自适应写辅助电路和连续改进的SA偏移技术

《IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers》：A Novel High-Performance SRAM Design Using Adaptive Write-Assist Circuit and Successive Improvement Offset of SA

3D Stack In-Sensor-Computing架构通过时间表面和DRAM泄漏特性实现高效事件驱动视觉处理，采用MOMCAP和LL开关提升电荷存储与延长时间，在能效、面积和延迟上较二维方案分别优化69倍、2.2倍和1.9倍，并在多任务应用中达到与数字方案相当的精度。

　　

摘要：

本文提出了一种3D堆叠式传感器内计算（3DS-ISC）架构，用于高效的事件驱动视觉处理。该架构引入了一种基于指数衰减函数的实时归一化方法来构建时间表面，从而在保留时间信息的同时减少硬件使用量。电路设计利用动态随机存取存储器（DRAM）的漏电特性进行时间戳归一化。定制的互指型金属氧化物金属电容器（MOMCAP）用于存储电荷，而低漏电开关（LL开关）则用于延长有效的电荷存储时间。与2D架构相比，3DS-ISC架构集成了传感、存储和计算功能，有效解决了“内存墙”问题，分别降低了功耗、延迟和面积69倍2.2倍1.9倍。此外，与使用16位SRAM存储时间戳的方案相比，ISC模拟阵列的功耗可降低三个数量级。在真实的计算机视觉（CV）任务中，我们应用了时空相关滤波器（STCF）进行去噪，3D-ISC的准确性与使用高精度时间戳的数字实现几乎相当。在图像分类方面，3D-ISC构建的时间表面被用作GoogleNet的输入，在N-MNIST数据集上取得了99%的准确率，在N-Caltech101数据集上取得了85%的准确率，在CIFAR10-DVS数据集上取得了78%的准确率，在DVS128 Gesture数据集上取得了97%的准确率，这些结果与当前最先进的技术水平相当。此外，3D-ISC方法还被应用于使用DAVIS240C数据集的图像重建任务中，在三种方法中取得了最高的平均SSIM值（0.62）。这项工作为实时、资源高效的事件驱动处理奠定了基础，并为未来集成更先进的计算电路以扩展应用范围指明了方向。