[發(fā)明專利]用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法及片上網(wǎng)絡(luò)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011349475.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN112468401B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蕾;康子揚(yáng);李石明;王世英;張翔宇;曲連華;石偉;龔銳;周海亮;徐煒遐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L45/16
• 分類號(hào): H04L45/16;G06N3/04;G06N3/063;G06K9/62
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法，其特征在于，包括：

1)輸入SNN模型的神經(jīng)元的交互情況；

2)根據(jù)SNN模型的神經(jīng)元的交互情況，將通信頻率更高的神經(jīng)元?jiǎng)澐譃椴煌淖訅K，然后將這些子塊映射到基于NoC結(jié)構(gòu)的類腦處理器中；

3)在類腦處理器的NoC結(jié)構(gòu)上為每個(gè)神經(jīng)元?jiǎng)?chuàng)建了多條多播路徑，并將這些多播路徑存儲(chǔ)在與神經(jīng)元相對(duì)應(yīng)的多播路徑SRAM中；

4)所述類腦處理器通過處理單元PE模仿脈沖神經(jīng)元的行為，當(dāng)神經(jīng)元產(chǎn)生脈沖時(shí)，處理單元PE訪問本地的多播路徑SRAM得到該神經(jīng)元相對(duì)應(yīng)的多播路徑，并將多播數(shù)據(jù)包輸出至多播路徑，多播數(shù)據(jù)包在片上網(wǎng)絡(luò)中傳輸直到此多播路徑傳輸完成為止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法，其特征在于，步驟1)之前還包括訓(xùn)練SNN模型，提取每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的脈沖行為作為神經(jīng)元的交互情況的步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法，其特征在于，所述SNN模型的神經(jīng)元的交互情況記錄有每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的脈沖產(chǎn)生時(shí)間、源神經(jīng)元、目的神經(jīng)元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法，其特征在于，步驟2)包括：

2.1)解析輸入的SNN模型的神經(jīng)元的交互情況，獲取每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的脈沖產(chǎn)生時(shí)間、源神經(jīng)元、目的神經(jīng)元；

2.2)根據(jù)SNN模型的神經(jīng)元的交互情況中源神經(jīng)元、目的神經(jīng)元篩選出通信次數(shù)大于預(yù)設(shè)閾值的神經(jīng)元?jiǎng)澐譃椴煌淖訅K；

2.3)將這些子塊采用啟發(fā)式算法映射到基于NoC結(jié)構(gòu)的類腦處理器中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法，其特征在于，步驟3)包括：

3.1)針對(duì)映射到基于NoC結(jié)構(gòu)的類腦處理器中的子塊中的神經(jīng)元，針對(duì)每個(gè)源神經(jīng)元的目標(biāo)神經(jīng)元集，根據(jù)其漢密爾頓標(biāo)簽將其分為高通道集合DH和低通道集合DL兩個(gè)子集，然后使用k均值算法對(duì)高通道集合DH和低通道集合DL兩個(gè)子集的每個(gè)源神經(jīng)元的目標(biāo)神經(jīng)元進(jìn)行聚類；

3.2)針對(duì)聚類得到的每個(gè)群集，通過哈密爾頓路徑算法使用漢密爾頓標(biāo)簽排序；針對(duì)每個(gè)源神經(jīng)元的目標(biāo)神經(jīng)元集，在高通道集合DH中的每個(gè)集群的多播路徑的創(chuàng)建是沿著標(biāo)簽值增加的方向進(jìn)行的，在低通道集合DL中的每個(gè)集群的多播路徑的創(chuàng)建是沿著標(biāo)簽值減小的方向進(jìn)行的，從而為每個(gè)神經(jīng)元?jiǎng)?chuàng)建了多條多播路徑；并將這些多播路徑存儲(chǔ)在與神經(jīng)元相對(duì)應(yīng)的多播路徑SRAM中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于類腦處理器的片上網(wǎng)絡(luò)路由通信方法，其特征在于，步驟4)中多播數(shù)據(jù)包包括下述字段：源節(jié)點(diǎn)編號(hào)SID、多播路徑中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D₁～D_M、源節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元編號(hào)NID、多播路徑中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量LEN和多播路徑中多播數(shù)據(jù)包的其余目標(biāo)節(jié)點(diǎn)CNT，其中源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是指類腦處理器的NoC結(jié)構(gòu)中的處理單元PE，且多播路徑中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到多播數(shù)據(jù)包的處理步驟包括：

S1)解析獲取多播數(shù)據(jù)包中的多播路徑中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量LEN和多播路徑中多播數(shù)據(jù)包的其余目標(biāo)節(jié)點(diǎn)CNT并計(jì)算索引Index；

S2)判斷多播數(shù)據(jù)包中索引Index對(duì)應(yīng)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)D_Index是否和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)匹配，若不匹配，表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不是目的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)使用基于哈密爾頓路由算法來計(jì)算下一個(gè)輸出端口，然后將多播數(shù)據(jù)包從下一個(gè)輸出端口輸出；若匹配，則根據(jù)多播路徑中多播數(shù)據(jù)包的其余目標(biāo)節(jié)點(diǎn)CNT的值確定下一個(gè)操作：如果CNT＝1，表示這是多播路徑上的最后一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則當(dāng)前節(jié)點(diǎn)將多播數(shù)據(jù)包傳輸?shù)筋惸X計(jì)算核，完成傳輸，結(jié)束并退出；如果CNT1，表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是多播路徑上的中間節(jié)點(diǎn)，則當(dāng)前節(jié)點(diǎn)將復(fù)制一個(gè)多播數(shù)據(jù)包并將其傳輸?shù)疆?dāng)前路由器的類腦計(jì)算核，將CNT遞減1，表示當(dāng)前的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)已完成傳輸，然后當(dāng)前節(jié)點(diǎn)將多播數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳輸下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。