[發明專利]一種芯片級聯并行計算系統

在審

• 申請號: 202010460276.3
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113742270A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 劉遠
• 申請（專利權）人: 合肥君正科技有限公司
• 主分類號: G06F13/362
• 分類號: G06F13/362;G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

本發明提供了一種芯片級聯并行計算系統，所述系統包括：計算控制模塊，計算陣列，環型數據通路和星型數據通路；其中，計算控制模塊從控制接口通過星型數據通路給計算陣列的每個計算單元配置工作模式；計算控制模塊從PCIE數據接口接收待計算數據；計算控制模塊從環形數據接口通過環形數據通路把數據發送到計算陣列的第一個計算單元，從計算陣列的最后一個計算單元的環形數據接口通過環形數據通路接收計算結果數據；計算控制模塊通過PCIE接口輸出結果數據與反饋數據。

技術領域

本發明涉及并行計算技術領域，特別涉及一種芯片級聯并行計算系統。

背景技術

當今社會是一個高度數字化的社會，特別是隨著移動通信技術的不斷發展和演進。MIPI/DVP/BT所傳送的一般是普通視頻流，它們也可以作為高速數據端口使用。現有技術中的常用術語包括：

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一種高速串行計算機擴展總線標準，PCIE屬于高速串行點對點雙通道高帶寬傳輸，所連接的設備分配獨享通道帶寬，不共享總線帶寬，主要支持主動電源管理，錯誤報告，端對端的可靠性傳輸，熱插拔以及服務質量(QOS)等功能。

移動產業處理器接口(Mobile Industry Processor Interface簡稱MIPI)是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準。MIPI是專門在高速(數據傳輸)模式下采用低振幅信號擺幅，針對功率敏感型應用而量身定做的。MIPI聯盟定義了一套接口標準，把移動設備內部的接口如攝像頭、顯示屏、基帶、射頻接口等標準化，從而增加設計靈活性，同時降低成本、設計復雜度、功耗和EMI。由于MIPI是采用差分信號傳輸的，所以在設計上需要按照差分設計的一般規則進行嚴格的設計，關鍵是需要實現差分阻抗的匹配，MIPI協議規定傳輸線差分阻抗值為80-125歐姆。

如何有效的提高效率，有效利用差分高速數據傳輸實現數據在芯片級聯并行計算中的作用成為亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于：通過本發明的計算系統可以用來加速深度神經網絡計算，語音智能算法計算，數學計算以及區塊鏈計算。

為了實現上述目的，本申請提供了一種芯片級聯并行計算系統，所述系統包括：計算控制模塊，計算陣列，環型數據通路和星型數據通路；其中，計算控制模塊從控制接口通過星型數據通路給計算陣列的每個計算單元配置工作模式；計算控制模塊從PCIE數據接口接收待計算數據；計算控制模塊從環形數據接口通過環形數據通路把數據發送到計算陣列的第一個計算單元，從計算陣列的最后一個計算單元的環形數據接口通過環形數據通路接收計算結果數據；計算控制模塊通過PCIE接口輸出結果數據與反饋數據。

所述的計算控制模塊由FPGA或者ASIC芯片實現。

所述的計算控制模塊支持PCIE接口，MIPI/LVDS接口，SPI/I2C/UART接口。

所述的計算陣列是N個計算單元的集合，各個計算單元之間，用高速串行差分接口相連，統一接口傳輸數據，輸入數據和輸出數據均通過該接口總線傳輸。

所述的每個計算單元就是一顆獨立的SOC/ASIC芯片，所述芯片內置計算單元，并支持MIPI/LVDS接口和SPI/I2C/UART接口。

所述的環型數據通路：環型數據通路是連接計算控制模塊與每個計算單元的高速數據接口；計算模塊內部，每個計算單元之間的接口連接屬于環型數據通路的一部分；計算控制模塊與第一個計算單元之間的接口連接屬于環型數據通路的一部分；計算控制模塊與最后一個計算單元之間的接口連接也屬于環型數據通路的一部分。

所述的環型數據通路是通過MIPI或者LDVS差分高速接口實現的。