恭喜安徽芯纪元科技有限公司林广栋获国家专利权
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龙图腾网恭喜安徽芯纪元科技有限公司申请的专利一种卷积运算电路及其运算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113869498B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111193721.5,技术领域涉及:G06N3/0464;该发明授权一种卷积运算电路及其运算方法是由林广栋;陆俊峰;黄光红;顾大晔设计研发完成,并于2021-10-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种卷积运算电路及其运算方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种卷积运算电路及其运算方法,卷积运算电路由PE阵列组成,同时支持矩阵乘法运算和二维卷积运算;当执行矩阵乘法运算时,PE分别接收来自行方向上的左矩阵行输入和来自列方向上的右矩阵列输入,将两者相乘后累加到本地累加寄存器;当执行二维卷积运算时,PE接收来自行方向上的输入特征图输入,将其与内部存储的卷积核权重相乘后与上一行PE输出的部分和进行累加,再向下一行输出累加后的部分和;本发明在PE内部设置多个权重寄存器,把多通道的卷积核权重折叠式地存储在一列PE内部,在PE阵列的底部设置先进先出存储器,用于存储中间计算结果,避免反复在存储器和PE之间传输权重和中间计算结果,提高运算效率。
本发明授权一种卷积运算电路及其运算方法在权利要求书中公布了:1.一种卷积运算电路,其特征在于,由m行n列运算单元PE组成,同时支持矩阵乘法运算和二维卷积运算;当执行矩阵乘法运算时,所述运算单元分别接收来自行方向上的左矩阵行输入和来自列方向上的右矩阵列输入,将两者相乘后累加到本地累加寄存器;当执行二维卷积运算时,所述运算单元接收来自行方向上的输入特征图输入,将其与内部存储的卷积核权重相乘后与上一行运算单元输出的部分和进行累加,再向下一行输出累加后的部分和;所述运算单元主要由乘法器、累加器和权重寄存器构成;所述乘法器的行方向输入侧输入行方向上的输入;所述乘法器的列方向输入侧设置择一选择的两路输入,分别为列方向上的输入和来自所述权重寄存器的卷积核权重输入;所述累加器的部分和输入侧设置择一选择的两路输入,分别为来自本地累加寄存器和上一行运算单元输出的部分和;每个运算单元内部设置有多个权重寄存器,权重以滑动窗口大小为单位折叠排列在运算单元上,所述权重寄存器设有地址选择控制器,所述地址选择控制器根据地址选择寄存器的值对多个权重寄存器中存储的卷积核权重进行选择,参与卷积运算;所述卷积运算电路的运算方法:当执行矩阵乘法运算时,向运算单元乘法器的行方向输入侧广播输入左矩阵的对应行数据,向运算单元乘法器的列方向输入侧广播输入右矩阵的对应列数据,每个运算单元在每个周期内将行方向和列方向接收到的数据相乘后累加到本地累加寄存器;当执行二维卷积运算时,每个卷积核的权重依序存储在运算电路对应列的运算单元权重寄存器中;若卷积核滑动窗口宽为C,高为R,则计算该卷积核在输入特征图矩阵对应行滑动的卷积运算结果时,将卷积核当下执行卷积操作的1-R行输入特征图行数据,依次广播输入运算电路的第1到C行、第C+1到2C行、...、第R*C-C到R*C行;第i+1行的输入特征图行数据比第i行的输入特征图行数据推迟C个周期输入PE阵列,每行输入特征图行数据依序输入PE单元,每个周期输入一个数据;每个运算单元在每个周期内将行方向接收到的数据与经过地址选择控制器选择后的卷积核权重相乘后与上一行运算单元输出的部分和进行累加,并向下一行输出累加后的部分和,直至最后一行输出该列的卷积核计算结果。
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