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新型硬件系统为解决边缘智能功耗和性能提供新思路

研发家 | 2025-04-05

近日，Xi电子科技大学杭州研究院(Xi电子杭州研究院)韩根全教授课题组在铁电场效应晶体管(FeFET)在存储和存算技术领域取得了进展，相关研究成果以“Low-power Edge Detection Based on Ferroelectric Field-Effect Transistor“问题发表在《自然·通信》中。

该工作基于FeFET创新，通过匹配单值段同化核方法，完成了一个新的边缘检测硬件系统，集成在FeFET中。在NAND阵型中，复杂的硬件和模数转换器摆脱了传统的边缘检测方法。(ADC)依赖性，完成了低功耗、无ADC和高性能的边缘检测。

边缘智能是一种技术，可以使设备或传感器直接处理当地数据并做出决策，可以提高效率，快速响应，保护安全和隐私。图像边缘检测是智能安全、交通和制造等领域的重要应用。

传统的边缘检测方法计算复杂，耗电量大，效率低，不适合资源有限的环境。针对这种情况，研究小组在FeFET芯片的基础上实现了一种新的算法和特性匹配技术，硬件开发简单高效，不需要复杂的卷积计算，也不依赖ADC。系统可以通过简单的接口直接通过电流信号区分信息，大大降低了功耗和硬件复杂性。

实验表明，该系统每次操作只消耗少量能量，但能够高效地完成图像边缘检查，并且精度稳定。与传统方法相比，它降低了硬件占用和计算的复杂性，为边缘计算提供了低功耗的解决方案。

该团队表示，这一成果为解决边缘智能功耗和性能问题提供了新的思路，也对物联网设备和嵌入式系统的硬件开发产生了重要影响。

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