[發(fā)明專利]基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710882550.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107783935B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉波;鄭夢(mèng)瑤;夏夢(mèng)雯;龔宇;楊軍;時(shí)龍興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F15/78
• 分類號(hào): G06F15/78
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

1.一種基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列，其特征在于：增設(shè)動(dòng)態(tài)精度控制模塊，動(dòng)態(tài)精度控制模塊包括迭代控制器和配置控制器；所述迭代控制器用于調(diào)整乘法器的計(jì)算精度，通過(guò)動(dòng)態(tài)配置迭代次數(shù)；網(wǎng)絡(luò)輸出同時(shí)傳輸?shù)絻蓚€(gè)加法器，兩個(gè)加法器的其他輸入對(duì)應(yīng)兩個(gè)預(yù)設(shè)閾值的負(fù)值，通過(guò)加法器實(shí)現(xiàn)減法操作，得到結(jié)果的符號(hào)位來(lái)確定迭代次數(shù)；當(dāng)前輸入隊(duì)列在上一次計(jì)算之后從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取，結(jié)果通過(guò)輸出隊(duì)列傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

所述配置控制器用于動(dòng)態(tài)配置計(jì)算陣列模塊，實(shí)現(xiàn)乘法累加計(jì)算，并完成數(shù)據(jù)間的傳輸。

2.如權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列，其特征在于：所述迭代控制器，通過(guò)對(duì)輸出的有效位進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的精度要求，從而可以根據(jù)先前結(jié)果的質(zhì)量動(dòng)態(tài)重構(gòu)乘法器的迭代次數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整近似乘數(shù)的迭代次數(shù)，對(duì)于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第n+1層(n＝1、2、3…)，預(yù)測(cè)的迭代次數(shù)取決于第n層中輸出的最大值，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)輸出的范圍，預(yù)設(shè)2個(gè)閾值(閾值是16bit的定點(diǎn)二進(jìn)制數(shù))，相應(yīng)地將輸出分為3個(gè)等級(jí)；每個(gè)級(jí)別對(duì)應(yīng)一定的精度，表示迭代次數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列，其特征在于：所述配置控制器包括預(yù)定義配置上下文模塊和動(dòng)態(tài)生成配置上下文模塊。

4.如權(quán)利要求3所述的基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列，其特征在于：所述預(yù)定義配置上下文模塊用于讀取存儲(chǔ)在配置內(nèi)存中的配置上下文，以重新配置計(jì)算陣列，該模塊包括地址控制單元、路由控制單元以及計(jì)算控制單元；

地址控制單元用于控制先入先出陣列的存儲(chǔ)器訪問(wèn)地址，即動(dòng)態(tài)指定先入先出陣列的數(shù)據(jù)來(lái)源地址；路由控制單元連接各處理單元，能夠高靈活的控制數(shù)據(jù)流向；計(jì)算控制單元用于控制處理單元中乘法器和加法器的操作。

5.如權(quán)利要求3所述的基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列，其特征在于：所述動(dòng)態(tài)生成配置上下文模塊用于根據(jù)陣列的前一個(gè)輸出動(dòng)態(tài)配置計(jì)算陣列模塊所使用的乘法迭代次數(shù)；當(dāng)前向計(jì)算完成時(shí)，迭代控制器將讀取計(jì)算數(shù)組的輸出，確定下一幀計(jì)算中使用的迭代次數(shù)，并將其傳輸?shù)脚渲每刂破鲀?nèi)部單元。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)精度可配運(yùn)算的近似計(jì)算可重構(gòu)陣列的動(dòng)態(tài)配置實(shí)現(xiàn)方式，其特征在于，根據(jù)不同等級(jí)的精度要求調(diào)整迭代次數(shù)，包括三個(gè)計(jì)算模塊A、B、C：

(1)在低級(jí)精度要求下進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不需要迭代；乘法器和乘法器通過(guò)解復(fù)用器直接傳輸?shù)接?jì)算單元C；

(2)在中級(jí)精度要求下進(jìn)行計(jì)算時(shí)，乘法器和乘法器通過(guò)解復(fù)用器傳輸?shù)接?jì)算單元B，然后將輸出路由到計(jì)算單元C以執(zhí)行下一個(gè)迭代計(jì)算；

(3)在高級(jí)精度要求下進(jìn)行計(jì)算時(shí)，乘法器和乘法器通過(guò)解復(fù)用器傳輸?shù)接?jì)算單元A，輸出路由到計(jì)算單元B，計(jì)算單元B的計(jì)算結(jié)果輸出路由到基礎(chǔ)計(jì)算單元C，最后從基礎(chǔ)計(jì)算單元C輸出結(jié)果。