[發明專利]一種數據處理裝置及數據處理方法

在審

• 申請號: 201911001878.6
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN112766453A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 呂倩楠;楊振華;田騰;李嘉;金西
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;中國科學技術大學
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/063
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 袁方

1.一種數據處理裝置，其特征在于，包括：片外存儲單元，與所述片外存儲單元連接的第一緩存單元，與所述片外存儲單元連接的第二緩存單元，計算陣列，第三緩存單元，算術邏輯單元及調度單元；

其中，所述計算陣列包括多個計算單元，所述多個計算單元包括R行C列，所述R行C列的計算單元在行方向和列方向上依次連接，R，C均為大于1的整數；所述第一緩存單元還與所述計算陣列的第1行計算單元的輸入端連接；所述第二緩存單元還與所述計算陣列的所有計算單元的輸入端連接；所述計算陣列的第R行計算單元的輸出端與所述第三緩存單元連接；所述第三緩存單元還與所述算術邏輯單元的輸入端連接；所述調度單元分別與所述片外存儲單元，所述第一緩存單元，所述第二緩存單元，所述計算陣列，所述第三緩存單元及所述算術邏輯單元連接；

所述片外存儲單元，用于存儲N個輸入特征圖及M個卷積核；N，M均為大于或等于1的整數；

針對所述N個輸入特征圖中的每個輸入特征圖，所述調度單元執行以下操作以獲得每個輸入特征圖與對應權重數據的卷積結果：

所述調度單元，用于將第一輸入特征圖的特征圖數據存儲到所述第一緩存單元，將所述M個卷積核中與第一輸入特征圖對應的權重數據存儲到所述第二緩存單元，所述第一輸入特征圖是所述N個輸入特征圖中的任意一個特征圖；

所述調度單元，還用于將所述第一緩存單元存儲的所述第一輸入特征圖的特征圖數據以1行C列為單位依次傳輸給所述計算陣列，并將所述第二緩存單元存儲的權重數據映射到所述計算陣列，用于所述計算陣列中的計算單元進卷積計算，獲得卷積結果并存儲到所述第三緩存單元；

所述算術邏輯單元，用于將所述第三緩存單元中的相同卷積核的不同通道對應的卷積結果進行累加，獲得與M個卷積核對應的M個中間輸出特征圖。

2.根據權利要求1所述的數據處理裝置，其特征在于，

所述調度單元，用于將所述第一緩存單元中存儲的所述第一輸入特征圖中前R行C列的特征圖數據，從第1行中第1列至第C列的特征圖數據開始，由所述計算陣列的第1行計算單元的輸入端，以1行C列為單位通過級聯的方式依次向下傳遞，以便將所述第一輸入特征圖的前R行C列的特征圖數據依次傳輸給所述計算陣列的第R行至第1行的計算單元上進行卷積計算；其中，用于卷積計算的卷積核的步長為S，S為大于或等于1的整數；

當針對所述第一輸入特征圖中前S行中第1列至第C列的特征圖數據的卷積計算完成時，所述調度單元還用于控制所述計算陣列中第1行至第R-S行的特征圖數據通過級聯的方式向下傳遞S行，并將所述第一緩存單元中存儲的所述第一輸入特征圖的第R+1行至第R+S+1行中第1列至第C列的特征圖數據通過所述計算陣列的第1行計算單元的輸入端傳輸到所述計算陣列的前S行計算單元，依次類推，直到所述第一輸入特征圖中第H-R+1行中第1列至第C列的特征圖數據的傳輸到所述計算陣列的第1行計算單元，其中，H為所述第一輸入特征圖中包括的特征圖數據的行數，H為大于R的整數；

當針對所述第一輸入特征圖中第H-R+1行中第1列至第C列的特征圖數據的卷積計算完成時，所述調度單元還用于控制所述計算陣列中第1行至第R-S行的特征圖數據通過級聯的方式向下傳遞S行；

如果則將所述第一緩存單元中存儲的所述第一輸入特征圖的第1行中第列至第列的特征圖數據通過所述計算陣列的第1行計算單元的輸入端傳輸到所述計算陣列的第1行計算單元；

如果則將所述第一緩存單元中存儲的所述第一輸入特征圖的第1行中第列至第列的特征圖數據通過所述計算陣列的第1行計算單元的輸入端傳輸到所述計算陣列的第1行計算單元；

依次類推，直到所述第一輸入特征圖中第H-R+1行中第L-C+1列至第L列的特征圖數據的傳輸到所述計算陣列的第1行計算單元，其中，L為所述第一輸入特征圖中包括的特征圖數據的列數，K2為所述M個卷積核中的一個卷積核中與第一輸入特征圖對應的權重數據的列數，L為大于C的整數，K2為大于或等于1的整數。