[發(fā)明專利]用于卷積計算的芯片及其控制方法、電子裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110800143.0
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113642722A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂啟深;向真;李艷;薛榮;陽浩;邱方馳;余鵬;余英
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06N3/04
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 虞凌霄

1.一種用于卷積計算的芯片，其特征在于，包括：

存儲器，用于存儲卷積參數(shù)數(shù)據(jù)及卷積計算結(jié)果；

處理器，與所述存儲器連接，基于RISC-V開源指令集架構(gòu)，用于接收用戶的自定制指令，基于所述自定制指令生成控制指令；

卷積計算模塊，與所述處理器及所述存儲器均連接，用于接收所述控制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)，并基于所述控制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)進行計算，輸出卷積計算結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述處理器包括：

基礎(chǔ)指令子模塊，用于實現(xiàn)RISC-V標準定義的標準指令集；

擴展指令子模塊，用于實現(xiàn)用戶定義的自定制指令集。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片，其特征在于，所述卷積計算模塊包括：

寄存器組，與所述擴展指令子模塊連接，用于實現(xiàn)所述擴展指令子模塊與計算模塊之間的信息交互；

矩陣模塊，經(jīng)由所述寄存器組及所述存儲器與所述擴展指令子模塊連接，用于接收所述控制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)，并基于所述控制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)進行卷積計算，輸出卷積計算結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片，其特征在于，所述寄存器組包括：

命令寄存器，與所述擴展指令子模塊及所述矩陣模塊均連接，用于接收所述控制指令，基于所述控制指令生成控制信號；

響應(yīng)寄存器，與所述擴展指令子模塊及所述計算模塊均連接，用于獲取所述卷積計算結(jié)果，基于所述卷積計算結(jié)果生成響應(yīng)信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其特征在于，所述控制信號包括運算控制信號及精度控制信號，所述矩陣模塊包括預(yù)設(shè)數(shù)量計算單元，任一所述計算單元包括：

控制寄存器，與所述命令寄存器組連接，用于將接收的所述運算控制信號及所述精度控制信號發(fā)送至數(shù)據(jù)寄存器；

數(shù)據(jù)寄存器，與所述控制寄存器及所述存儲器均連接，用于將接收的所述運算控制信號、所述精度控制信號及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送至乘加器；

乘加器，與所述數(shù)據(jù)寄存器連接，用于接收所述運算控制信號、所述精度控制信號及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)，基于所述運算控制信號及所述精度控制信號對所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)進行計算，并輸出計算結(jié)果。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的芯片，其特征在于，所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)包括第一卷積參數(shù)數(shù)據(jù)及第二卷積參數(shù)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)寄存器包括：

第一輸入數(shù)據(jù)鏈，與所述存儲器連接，用于存放及/或輸出第一卷積參數(shù)數(shù)據(jù)；

第二輸入數(shù)據(jù)鏈，與所述存儲器連接，用于存放及/或輸出第二卷積參數(shù)數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芯片，其特征在于，所述控制信號還包括位移控制信號，所述處理器還被配置為：

獲取所述自定制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)；

基于所述自定制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)，生成所述位移控制信號；

基于所述位移控制信號，控制所述第二輸入數(shù)據(jù)鏈中第二卷積參數(shù)數(shù)據(jù)的位移。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的芯片，其特征在于，所述矩陣模塊還包括加法器，所述加法器用于獲取各所述計算單元的計算結(jié)果，并對所述計算單元的計算結(jié)果進行求和運算，輸出卷積計算結(jié)果。

9.一種電子裝置，其特征在于，包括：

根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的芯片。

10.一種用于卷積計算的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取用戶自定制指令；

基于RISC-V開源指令集架構(gòu)的處理器根據(jù)所述用戶自定制指令生成控制指令；

基于卷積計算模塊獲取卷積參數(shù)數(shù)據(jù)及所述控制指令，并基于所述控制指令及所述卷積參數(shù)數(shù)據(jù)進行計算，輸出卷積計算結(jié)果。