[發明專利]用于計算基于數據的函數模型的模型計算單元和控制器

有效

• 申請號: 201410308194.1
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104281433B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: W.菲舍爾;N.班諾夫;A.岡托羅
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G06F7/48
• 分類號: G06F7/48;H03M7/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;楊國治

本發明涉及一種控制器（1）中用于計算基于數據的函數模型、尤其高斯過程模型的模型計算單元（3），其包括：?計算核心（31），所述計算核心構造用于純基于硬件計算用于基于數據的函數模型的算法，其中在提供計算數據、尤其超參數和控制點數據的情況下計算所述基于數據的函數模型；以及?純基于硬件的轉換單元（35），所述轉換單元構造用于向所述計算核心（31）以預先給定的數字格式提供至少一部分所述計算數據、尤其所提供的控制點數據。

技術領域

本發明涉及用于控制器的模型計算單元、尤其硬布線的模型計算單元作為在其中或者說借助于其能夠計算基于數據的函數模型的硬件單元，尤其用于控制馬達系統。本發明還涉及這種模型計算單元中基于數據的函數模型的配置數據的提供和處理。

背景技術

由現有技術公開了帶有主計算單元和單獨的用于計算基于數據的函數模型的模型計算單元的控制器。例如文獻DE 10 2010 028 266 A1示出了帶有額外的邏輯線路作為模型計算單元的控制器。所述額外的邏輯線路在硬件方面用于計算指數函數和加法函數。這實現了在硬件單元中支持貝葉斯回歸法，尤其需要用所述貝葉斯回歸法來計算高斯過程模型。

模型計算單元設計用于實施數學過程從而基于參數/超參數和控制點數據（Stützstellendaten）或者說訓練數據（Trainingsdaten）來計算基于數據的函數模型。尤其所述模型計算單元在硬件方面構造用于有效地計算指數函數，從而能夠以與主計算單元中通過合適的軟件所實現的計算速度相比更高的計算速度來計算高斯過程模型。

通常配置數據被提供用于模型計算單元中的計算并且通過模型計算單元的硬件實現基于配置數據的計算，其中所述配置數據包含用于計算基于數據的函數模型的參數和控制點。

所述控制點數據通常以浮點數據或定點數據的形式預先給定。然而在硬件中執行時，基于浮點算術的算法必須與基于定點算術的算法分開實現。

文獻US 4,675,809描述了，通過使用轉換單元來應用系統中不同的浮點數據類型。

文獻US 5,161,117描述了一種用于使用具有不同基礎的不同的浮點值的方法。

發明內容

按本發明提出了按權利要求1所述的硬件模型計算單元以及按并列權利要求所述的帶有模型計算單元的控制器。

本發明的其他有利的設計方案在從屬權利要求中得到說明。

根據第一方面，在控制器中設置用于計算基于數據的函數模型、尤其高斯過程模型的模型計算單元，其包括：

-計算核心，所述計算核心構造用于純基于硬件計算用于基于數據的函數模型的算法，其中在提供計算數據、尤其超參數和控制點數據的情況下計算所述基于數據的函數模型；以及

-純基于硬件的轉換單元，所述轉換單元構造用于向所述計算核心以預先給定的數字格式提供至少一部分所述計算數據、尤其所提供的控制點數據。

開頭所描述的控制器除了由軟件控制的主計算單元之外還具有在硬件中執行的模型計算單元，該模型計算單元除了指數函數計算單元之外還具有在至少一個循環（Schleife）中用于計算和的硬件邏輯單元。所述計算動用預先給定的計算數據、尤其參數和控制點數據用于高斯過程模型，所述計算數據保存在對模型計算單元而言可訪問的存儲區域中。

在設計所述模型計算單元時，通常如此設計硬件模塊，即所述計算能夠利用最大存在的位分辨率的值進行計算。這在常規的控制器中例如相當于浮點數字格式的32位分辨率。