[發(fā)明專利]一種低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810318783.6
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108647779B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹偉;王伶俐;羅成;謝亮;范錫添;周學(xué)功
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06F15/78
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

1.一種低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元應(yīng)用于指數(shù)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移累加運算，其包括：若干個可重構(gòu)移位累加模塊、多路選通器和量化處理模塊；所述多路選通器分別與各所述可重構(gòu)移位累加模塊相連，用于選擇所述可重構(gòu)移位累加模塊輸出的當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)；所述量化處理模塊，與所述多路選通器相連，用于根據(jù)當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)進行量化處理，獲得量化處理數(shù)據(jù)；其中：

所述可重構(gòu)移位累加模塊包括控制器、第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和移位累加器；

所述控制器用于判斷當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)是否為負(fù)數(shù)；如果當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)，則無需數(shù)據(jù)移位累加操作，等待判斷下一周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)；如果當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)不為負(fù)數(shù)，則判斷當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)是否為0；如果當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)不為0，則控制第一寄存器存儲當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)；當(dāng)前周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)為0，控制則第一寄存器發(fā)出第一觸發(fā)信號；

所述控制器還用于判斷當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)是否為負(fù)數(shù)；如果當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)，則無需數(shù)據(jù)移位累加操作，等待判斷下一周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)；如果當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)不為負(fù)數(shù)，則判斷當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)是否為0；如果當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)不為0，則控制第二寄存器存儲當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)；如果當(dāng)前周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)為0，則控制第二寄存器發(fā)出第二觸發(fā)信號；

所述第三寄存器分別與所述第一寄存器、所述第二寄存器相連，所述第三寄存器用于根據(jù)所述第一寄存器發(fā)出的第一觸發(fā)信號或所述第二寄存器發(fā)出的第二觸發(fā)信號控制所述第三寄存器輸出當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)；所述第三寄存器還用于存儲上一周期的移位累加數(shù)據(jù)；

所述移位累加器分別與所述第一寄存器、所述第二寄存器和所述第三寄存器相連，所述移位累加器用于根據(jù)所述第一寄存器存儲的上一周期的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)、所述第二寄存器存儲的上一周期的定點數(shù)數(shù)據(jù)和所述第三寄存器存儲的上一周期的第一移位累加數(shù)據(jù)確定當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)，并將當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)存儲在所述第三寄存器內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述移位累加器包括：

移位器，分別與所述第一寄存器、所述第二寄存器相連，用于根據(jù)所述第一寄存器存儲的指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)和所述第二寄存器存儲的定點數(shù)數(shù)據(jù)確定移位數(shù)據(jù)；

累加器，分別與所述移位器、所述第三寄存器相連，用于根據(jù)所述移位器確定的移位數(shù)據(jù)和所述第三寄存器存儲的上一周期的第一移位累加數(shù)據(jù)確定當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述可重構(gòu)移位累加模塊還包括：

輸出寄存器，與所述第三寄存器相連，用于存儲所述第三寄存器輸出的當(dāng)前周期的移位累加數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述指數(shù)權(quán)重數(shù)據(jù)為4比特。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述定點數(shù)數(shù)據(jù)為8比特。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述移位累加數(shù)據(jù)為18比特。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低位寬卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)計算單元，其特征在于，所述量化處理數(shù)據(jù)為8比特數(shù)據(jù)。