[發明專利]獲取函數值的裝置、方法及神經網絡裝置

在審

• 申請號: 201611182655.0
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN108205518A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 陳天石;郝一帆;劉少禮;陳云霽;李震
• 申請（專利權）人: 上海寒武紀信息科技有限公司
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明提供了一種獲取函數值的裝置及方法，其中裝置包括：I/O模塊，用于輸入數據和輸出分段插值后的數據；存儲模塊，用于存放插值函數和函數插值表；查找模塊，用于根據所述數據值搜尋函數插值表中對應的參數值；以及計算模塊，用于根據插值函數和參數值，對所述數據進行基礎運算，并計算出插值后的函數值。該裝置求函數值時，只需針對自變量值的范圍，在函數插值表中選擇相應的參數并做基礎的運算即可。因此該發明簡化了硬件設計，提高了運算速度，并且降低了芯片的面積功耗比。

技術領域

本發明屬于計算機領域，具體涉及一種獲取函數值的裝置，其利用分段插值方式獲取，還涉及獲取函數值的方法，以及神經網絡裝置。

背景技術

算術邏輯單元(arithmetic logic unit，縮寫ALU)是進行整數運算的結構。在計算機中，ALU是專門執行算術和邏輯運算的數字電路。ALU是計算機中央處理器的最重要組成部分，甚至連微小的處理器也包含ALU作計數功能。在現代CPU(Central ProcessingUnit，中央處理器)和GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理器)中已含有功能強大和復雜的ALU；一個單一的元件電可能含有ALU。大部分ALU都可以完成以下運算：整數算術運算(加、減、乘和除)，位邏輯運算(與、或、非和異或)，移位運算(將數據向左或向右移動或浮動特定位，移動1位等效于乘以2或除以2)。算術邏輯單元通常只含有線性運算部件，當算術邏輯單元進行復雜的冪運算等操作時，通常需要好幾個運算周期。

為了加快處理器的運算速度，CPU和GPU中通常會集成FPU(Floating-Point Unit，浮點運算單元)。FPU是專門用于浮點運算的處理器，并且可能支持一些超越函數的計算，例如log(x)。

現有技術在計算復雜的函數時，比如各種各樣的非線性函數，通常是將復雜的運算拆解成簡單的運算，再經過幾個運算周期后才能得到結果。這使得運算速度慢，運算裝置面積大、功耗高。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于，提供一種獲取函數值的裝置、方法及神經網絡裝置。

(二)技術方案

根據本發明的一方面，提供一種獲取函數值的裝置，利用分段插值方式獲取，包括：

I/O模塊，用于輸入數據和輸出分段插值后的數據；

存儲模塊，用于存放插值函數和函數插值表；

查找模塊，用于根據所述數據值搜尋函數插值表中對應的參數值；以及

計算模塊，用于根據插值函數和參數值，對所述數據進行基礎運算，并計算出插值后的函數值。

進一步的，所述插值函數為線性插值函數或者多項式插值函數。

進一步的，所述函數插值表包含所述插值函數的參數。

根據本發明的另一方面，提供一種分段插值的方法，用于根據輸入數據得到其對應的函數值，包括步驟：

S1，輸入數據作為自變量，轉步驟S2；

S2，自變量的取值范圍預先被分為N個大區間：A₁，A₂，...，A_N，每個大區間又均分為M個小區間，N和M為自然數，自變量落在大區間A_i中，得到i，初始化一個循環標志變量p，p＝0，轉步驟S3；

S3，存放N段插值表，查找第p段插值表對應的參數值，轉步驟S4；

S4，根據自變量和步驟S3的參數值計算出自變量相應的插值函數值，循環標志變量p＝p+1，判斷p的值——如果p＜i，轉步驟S5；否則，轉步驟S6；