面向高能效人工智能计算的可重构芯片技术专刊
以深度神经网络(DNN)为代表的人工智能(AI)处理大多都是计算密集型和存储密集型的计算任务。然而,传统CPU计算平台在处理这类工作任务时正面临越来越多的困难。可重构计算(RC)可以在硬件中执行计算以提高处理能力,同时还可以保留软件解决方案中的大部分灵活性。基于可重构计算模型和原理的集成电路芯片设计已经成为满足人工智能应用中计算的加速性能、吞吐量目标以及功耗、能效要求的有效手段。
《半导体学报》组织了一期“面向高能效人工智能计算的可重构芯片技术”专刊,并邀请中国科学院电子学研究所杨海钢研究员、上海科技大学信息科学与技术学院哈亚军教授、复旦大学微电子学院王伶俐教授、香港科技大学电子和计算机工程系张薇副教授和美国莱斯大学电子与计算机工程系林映嫣助理教授共同担任特约编辑。该专刊已于2020年第2期正式出版并可在线阅读,欢迎关注。
本专刊包含了来自九个优秀团队的研究成果。第一篇综述文章讨论了动态可重构计算的发展趋势;第二篇综述文章展望了面向未来人工智能应用的FPGA设计挑战;第三篇文章则对神经网络加速器的软硬件结构进行了综述。其余的研究工作分别涉及粗粒度数据流重构的神经网络加速方法;基于H-树的均匀PE阵列设计重构机制;基于FPGA的批处理级并行的DNN高效训练实现;低比特位宽的高性能DNN设计;基于时间复用互连的FPGA路由算法;基于CNN的动态电压和频率标度目标检测的能量效率优化方法。
我们衷心希望本专刊能为该领域的研究提供有价值的参考和研究视角,激励更多的研究者探索这一新兴领域。
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杨海钢
杨海钢,1960年10月生。中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师。

1983年毕业于复旦大学物理系,获学士学位;
1986年在复旦大学电子工程系获硕士学位;
1988年获英国海外学生奖学金和剑桥大学Barclays Scholarship,赴剑桥大学工程系攻读博士,于1991年获PhD。
1991年起在英国剑桥大学、Wolfson Microelectronics 公司、LSI Logic 公司欧洲研发中心、Hitachi Microsystems 公司欧洲研发中心、 Altera 公司欧洲研发中心任高级专业技术职务,技术总监。
2004年至今为中科院电子学研究所可编程芯片与系统研究室主任;中国科学院大学教授;中科院“百人计划”引进国外杰出人才;中科院知识创新工程重大方向项目“FPGA 芯片研制” 首席科学家,中科院/国家外专局创新国际团队“片上可编程系统前沿技术研究”负责人,国家 863 计划信息技术领域主题项目“数模混合可编程片上系统研发”首席专家,北京市科技计划课题“基于卷积神经网络的可重构类脑计算芯片研发”负责人。
主持和承担国家科技重大专项、自然科学基金、863、973、总装新品、总装瓶颈、装发预研、中科院重要方向和重大仪器研制等项目。获2010年国务院政府特殊津贴奖励及2013年中国电子学会技术发明类科技进步二等奖(第一完成人);获美国发明专利授权1项、 中国发明专利授权77项,受理27项;已发表学术论文250余篇(包括在国际著名专业文献 IEEE Journal of Solid State Circuits, IEEE Sensors Journal, IEEE Transactions on VLSI Systems, IEEE Transactions on Nuclear Science, IEEE Transactions on CAD of Integrated Circuits and Systems等)。
通讯地址: 中国科学院电子学研究所,邮编100190
Email:yanghg@mail.ie.ac.cn
哈亚军
哈亚军。上海科技大学信息科学与技术学院教授。
1996年获浙江大学电子工程学士学位;
2000年获新加坡国立大学电子工程硕士学位;
2004年获比利时鲁汶大学电子工程博士学位。
目前为上海科技大学信息科学与技术学院教授。曾历任新加坡资讯与通信研究院科学家及比亚迪联合实验室主任,新加坡国立大学电子与计算机工程系助理教授、兼职副教授,并曾在比利时欧洲微电子中心 (IMEC) 和上海航天局航天测控通信研究所参加研究工作。
主要从事高能效计算,特别是可重构计算、低功耗数字集成电路与系统设计、机器人以及智能与无人驾驶汽车相关的嵌入式系统研究及应用。已在TCAS I & II 、TVLSI、TC、JSSC以及DAC和ISSCC等国际知名期刊和会议上发表了一百多篇学术论文,并获得多项最佳论文奖和1项美国专利。
目前是IEEE Transactions on Circuits & Systems II期刊的副总编(Associate Editor-in-Chief),ISICAS 2020国际会议的技术委员会共同主席(TPC Co-Chair),并曾是包括IEEE Transactions on Circuits & Systems I、IEEE Transactions on Circuits & Systems II、IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems等国际期刊的副主编,也曾担任过FPT2010和FPT2013国际会议的的技术委员会共同主席以及ASP-DAC 2014国际会议的共同大会主席 (General Co-Chair) 等。现在是ASP-DAC 国际会议指导委员会 (Steering Committee) 的委员,同时也是国际电气与电子工程师协会的高级会员。
通讯地址: 上海科技大学信息科学与技术学院,邮编 201210
Email:hayj@shanghaitech.edu.cn
王伶俐
王伶俐,1971年9月生。复旦大学教授,博士生导师。

1997年在浙江大学获硕士学位;
2001年在英国爱丁堡Napier大学获博士学位;
2001年2月-2005年在可编程芯片(FPGA)供应商Altera公司(已被Intel收购)欧洲技术中心研发部工作从事QUARTUS软件, EXCALIBUR系列产品 (内嵌ARM微处理器和存储器的系统级可编程芯片), NIOS通用嵌入式 RISC微处理器编译工具和HARDCOPY(从FPGA到 ASIC)成套工具的研发;
2005年人才引进到复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室工作。
长期从事FPGA软硬件系统的教学、研究和应用。研究领域包括EDA算法、可重构计算和量子计算等。迄今在IEEE Transactions on Computers、CAD、VLSI,ACM Transactions on Reconfigurable Technology and Systems和Physical Review A等国际权威期刊或会议发表SCI/EI收录论文90余篇,获教育部科技进步二等奖。
通讯地址: 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室,邮编200433
Email: llwang@fudan.edu.cn
张薇
张薇。香港科技大学电子与计算机工程系副教授。

1999年和2001年在哈尔滨工业大学通信工程系获得学士和硕士学位;
2009年在普林斯顿大学计算机工程专业获得博士学位;
2010年-2013年期间担任新加坡南洋理工大学计算机工程学院的助理教授;
2013年加入香港科技大学,并设立可重构系统实验室,主导及参与多个大型研究项目。
目前的研究方向包括可重构系统,神经网络的硬件加速,电源和能源管理,嵌入式系统安全性以及新兴技术。迄今在相关的国际期刊和会议上发表了100多篇技术论文,获得了ISVLSI 2009和ICCAD 2017的最佳论文奖。
现任多个学术期刊的编委,包括IEEE TCAD,IEEE TVLSI,IEEE TRETS,ACM TECS,ACM JETC 等,及多个会议的组织委员会和技术委员会委员,例如DAC,ICCAD,ASPDAC,CASES,FPGA,FCCM,FPL等。
通讯地址: 香港科技大学电子与计算机工程系
Email:wei.zhang@ust.hk
林映嫣
林映嫣。美国莱斯大学电子与计算机工程系助理教授,博士生导师。
2017年在美国伊利诺伊州立大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)获得电子与计算机工程专业博士学位;
2007年至2009年在武汉国家集成电路设计工程技术研究中心从事模拟与混合信号集成电路设计,为日本东芝微电子公司开发了三款用于大尺寸平板显示驱动电路的集成电路IP核。
先后获2016 IEEE International Workshop on Signal Processing Systems最佳学生论文奖, 2016年 UIUC Robert T. Chien Memorial杰出研究奖,2017年斯坦福大学电子与计算机科学新星奖等。
主要研究方向为嵌入式机器学习,开发将高性能机器学习系统应用到有限资源平台的算法,架构和电路技术。
通讯地址: 美国莱斯大学电子与计算机工程系,邮编 77005-1892
Email:yingyan.lin@rice.edu
“面向高能效人工智能计算的可重构芯片技术”专刊
《半导体学报》组织了一期“面向高能效人工智能计算的可重构芯片技术”专刊,并邀请中国科学院电子学研究所杨海钢研究员、上海科技大学信息科学与技术学院哈亚军教授、复旦大学微电子学院王伶俐教授、香港科技大学电子和计算机工程系张薇副教授和美国莱斯大学电子与计算机工程系林映嫣助理教授共同担任特约编辑。该专刊已于2020年第2期正式出版并可在线阅读,欢迎关注。

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