本发明公开了一种二维卷积脉动阵列结构及实现方法，包括：多个乘加器单元；第一输入信号经第一寄存器之后作为乘加器的第一乘数输入，第二输入信号依次经第一移位寄存器、第二寄存器之后作为乘加器的第二乘数输入，第三输入信号经第三寄存器之后作为乘加器的被乘数输入；多个乘加器单元之间通过第二移位寄存器进行组合，形成二维卷积脉动阵列；横向相邻的乘加器单元之间，前一个乘加器单元中的第三寄存器的输出端与后一个乘加器单元中的第三寄存器的输入端相连；纵向相邻的乘加器单元之间，上一个乘加器单元中的加法输出端与下一个乘加器中的加法输入端相连。本申请建立支持复合模式的脉动阵列结构，可高速、大批量地进行各种尺寸的二维卷积运算。