[發(fā)明專利]一種通過算法控制單元進(jìn)行調(diào)度計算的硬件結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210924137.0
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115374395A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任鵬舉;陳飛;趙文哲;黃曉帆;楊國茗;夏天
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15;G06N3/04;G06N3/063
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種通過“Algorithm Zoo”進(jìn)行調(diào)度計算的硬件結(jié)構(gòu)，包括：

系統(tǒng)寄存器控制單元sys registers，算法控制單元Algorithm Zoo，計算陣列單元PE-Array，片上存儲單元Memory，RISC-V處理器，雙倍速率動態(tài)存儲器DDR和向量處理單元VPU，其中，

所述算法控制單元Algorithm Zoo包括數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS、卷積運算模塊CONV、深度可分離卷積計算控制模塊DWCON、反卷積計算控制模塊DCONV、池化控制模塊Pooling和數(shù)據(jù)變形模塊Reshape。

2.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，優(yōu)選的，該硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算或者應(yīng)用于具有并行計算需求的調(diào)度計算。

3.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，通過所述RISC-V處理器控制系統(tǒng)寄存器控制單元sys registers的方式來控制算法控制單元Algorithm Zoo包括的模塊完成相應(yīng)的計算任務(wù)。

4.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，對于新的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，先將其中的算子進(jìn)行抽象后再將新的算子計算控制加入到算法控制單元Algorithm Zoo中，來完成對新的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的支持。

5.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，所述片上存儲單元Memory在該卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算中的存在形式為n個塊bank的片上存儲條，對應(yīng)塊bank的片上存儲條讀寫端口獨立，其中n為整數(shù)。

6.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊TRANS用于將數(shù)據(jù)從雙倍速率動態(tài)存儲器DDR搬移到片上存儲單元Memory，將片上存儲單元Memory的數(shù)據(jù)搬移到雙倍速率動態(tài)存儲器DDR和將片上存儲單元Memory的數(shù)據(jù)在片上存儲單元Memory內(nèi)部做搬移。

7.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，所述卷積運算模塊CONV通過一個狀態(tài)機(jī)實現(xiàn)，總共分三個狀態(tài)：IDEL態(tài)、計算態(tài)和計算完成態(tài)。

8.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，所述池化控制模塊Pooling將每個通道的卷積運算替換成了求最大值、最小值或平均值的操作，實現(xiàn)特征圖的逐通道內(nèi)數(shù)據(jù)的縮放操作。

9.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，所述數(shù)據(jù)變形模塊Reshape實現(xiàn)特征圖的重組、縮放以及維度轉(zhuǎn)換。

10.根據(jù)所述權(quán)利要求1的硬件結(jié)構(gòu)，其中，所述反卷積計算控制模塊DCONV支持通用反卷積運算，或者是針對特定算子進(jìn)行的優(yōu)化計算，其中，針對特定算子進(jìn)行的優(yōu)化計算的整體處理步驟如下：第一、在離線時將權(quán)重數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，拆分成4個獨立的部分；第二、將輸入特征圖通過reshape指令，將輸入特征圖也拆分成4個獨立的特征圖；第三、分別對所述4個獨立部分的權(quán)重數(shù)據(jù)和4個獨立的特征圖進(jìn)行傳統(tǒng)卷積運算，得到4個計算結(jié)果；第四、將所述4個計算結(jié)果進(jìn)行重組，得到反卷積運算的結(jié)果。