新型硬件系统为解决边缘智能功耗和性能提供新思路

新型硬件系统为解决边缘智能功耗和性能提供新思路

引用

科学网

1.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/4/541689.shtm

近日，西安电子科技大学杭州研究院（西电杭研院）韩根全教授课题组在铁电场效应晶体管（FeFET）存储和存算技术领域取得重要进展，相关研究成果以“Low-power Edge Detection Based on Ferroelectric Field-Effect Transistor”为题发表于《自然·通讯》。

该工作基于FeFET创新实现了一种新型边缘检测硬件系统，通过匹配单值段同化核方法，集成于FeFET NAND阵列中，摆脱了传统边缘检测方法对复杂硬件和模数转换器（ADC）的依赖，实现了低功耗、无ADC和高精度的边缘检测。

边缘智能是一种让设备或传感器在本地直接处理数据并做出决策的技术，能提高效率、快速响应，同时保护安全和隐私。图像边缘检测是它的一个重要应用，常用于智能安防、交通和制造等领域。

传统的边缘检测方法计算复杂，耗电多，效率低，不适合资源有限的环境。为了解决这个问题，研究团队基于FeFET芯片实现了一种新的算法和特征匹配技术，硬件设计简单高效，不需要复杂的卷积计算，也不依赖ADC。通过简单的接口，系统能直接通过电流信号来区分信息，大大降低了功耗和硬件复杂度。

实验表明，该系统在每次操作时只消耗极少的能量，却能高效完成图像边缘检测，且精度稳定。与传统方法相比，它减少了硬件占用和计算复杂度，为边缘计算提供了低功耗的解决方案。

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思路，也对物联网设备和嵌入式系统的硬件开发有重要影响。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-55224-8

通过简单的接口，系统能直接通过电流信号来区分信息，大大降低了功耗和硬件复杂度。（课题组供图）