[發明專利]計算裝置及計算方法

有效

• 申請號: 201911058840.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN110825434B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 陳天石;劉少禮;王在;胡帥
• 申請（專利權）人: 上海寒武紀信息科技有限公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06N3/063;G06F7/50;G06F7/523
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種計算裝置，其特征在于，所述計算裝置包括：映射單元、存儲器、寄存器單元、運算單元、控制單元和數據訪問單元；其中，

存儲器，用于存儲計算神經元、權值和運算指令；

寄存器單元，用于存儲運算指令的地址、輸入數據的地址；

控制單元，用于提取運算指令，該運算指令對應的操作域，將該運算指令譯碼成執行指令，該執行指令用于控制運算單元執行運算操作，將該操作域傳輸至數據訪問單元；

數據訪問單元，用于提取該操作域對應的輸入數據，并將該輸入數據傳輸至映射單元；

映射單元，用于將輸入數據轉換成輸入神經元、權值和連接數據，依據連接數據對該輸入神經元的篩選得到計算神經元，將該計算神經元并存儲在存儲器中；

運算單元，用于該執行指令調用運算單元的計算器對該計算神經元執行運算操作得到運算結果；

所述運算單元包括：一個主運算單元和多個從運算單元，互聯模塊連接所述主運算單元和多個從運算單元，所述互聯模塊為：樹狀結構、環狀結構、網格狀結構、分級互連或總線結構；

所述計算裝置還包括：連續離散轉換模塊，用于將連續數據與離散數據的互換；

所述主運算單元包括：運算模塊、數據依賴關系判斷單元和支持離散數據表示的神經元緩存單元；

所述運算模塊，用于完成所述主運算單元的各種運算功能；具體包括：對于運算因子全是離散數據的情況，通過查表實現離散數據與離散數據的加減乘除運算；對于運算因子包含離散數據和連續數據的情況，針對不同離散數據，為加、減、乘、除運算預先設定相應的位操作；

所述數據依賴關系單元，用于將接收的微指令存入所述數據依賴關系單元內部的指令隊列里，在該隊列中，讀指令的讀取數據的范圍如果與隊列位置靠前的寫指令寫數據的范圍發生沖突，則該指令必須等到所依賴的寫指令被執行后才能夠執行；

支持離散數據表示的神經元緩存單元，用于緩存從運算模塊的輸入神經元向量數據和輸出神經元值數據。

2.根據權利要求1所述的計算裝置，其特征在于，

所述運算單元，具體用于將所述輸入神經元和權值數據相乘得到輸出神經元；執行加法樹運算，將輸出神經元通過加法樹逐級相加得到加權輸出神經元，或者將輸出神經元通過和偏置相加得到加偏置輸出神經元；對所述加權輸出神經元或所述偏置輸出神經元執行激活函數運算，得到最終輸出神經元。

3.根據權利要求1或2所述的計算裝置，其特征在于，

所述映射單元中的一一對應關系包括：

第一種情形：

采用1表示有連接，0表示無連接，每個輸出與所有輸入的連接狀態組成一個0和1的字符串來表示該輸出的連接關系；或者

采用1表示有連接，0表示無連接，每個輸入與所有輸出的連接狀態組成一個0和1的字符串來表示該輸入的連接關系；

第二種情形：

將一輸出第一個連接所在的位置距離第一個輸入神經元的距離、所述輸出第二個輸入神經元距離上一個輸入神經元的距離，所述輸出第三個輸入神經元距離上一個輸入神經元的距離，依次類推，直到窮舉所述輸出的所有輸入，來表示所述輸出的連接關系。

4.根據權利要求1或2任意一項所述的計算裝置，其特征在于，

所述運算單元包括：加法計算器、乘法計算器和激活運算器。