一种卷积数据处理电路及数据处理方法技术

本发明专利技术提供了一种卷积数据处理电路及数据处理方法，该卷积数据处理电路包括控制模块、可编程连接模块、加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块。控制模块根据外部指示以确定控制信息；可编程连接模块根据控制信息配置模块参数并部署模块间的输入输出连接；加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块分别根据控制信息对外部发来的结果进行处理后输出。可见，基于外部指示，模块存留、模块参数、模块间连接均可配置，以使得电路可以按需配置。因此，本方案能够适用于不断优化的卷积神经网络模型。

【技术实现步骤摘要】
一种卷积数据处理电路及数据处理方法
本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种卷积数据处理电路及数据处理方法。
技术介绍
随着人工智能研究深入，卷积神经网络被广泛用于模式识别、物体分类等。在卷积神经网络硬件实现中，卷积处理、多通道求和、数据非线性激活、中间结果量化处理等操作对硬件电路有较高要求。目前，可以针对已确定的卷积神经网络模型，配置与其相对应的卷积数据处理电路。但是，卷积神经网络模型会存在不断优化的情况，硬件电路难以完全确定。故现有实现方式不适用于不断优化的卷积神经网络模型。
技术实现思路
本专利技术提供了一种卷积数据处理电路及数据处理方法，能够适用于不断优化的卷积神经网络模型。为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：一方面，本专利技术提供了一种卷积数据处理电路，包括：控制模块、可编程连接模块、加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块；所述控制模块，用于根据外部输入的指令指示，确定针对所述可编程连接模块的第一控制信息、针对所述加法阵列基本模块的第二控制信息、针对所述累加暂存模块的第三控制信息、针对所述数据激活模块的第四控制信息、针对所述量化模块的第五控制信息；所述可编程连接模块，用于根据所述控制模块发来的所述第一控制信息，分别配置所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块的模块参数，以及部署所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块之间的输入输出连接；所述加法阵列基本模块，用于根据所述控制模块发来的所述第二控制信息，对外部发来的结果进行求和计算后输出；所述累加暂存模块，用于根据所述控制模块发来的所述第三控制信息，对外部发来的结果进行累加处理后输出；所述数据激活模块，用于根据所述控制模块发来的所述第四控制信息，对外部发来的结果进行激活处理后输出；所述量化模块，用于根据所述控制模块发来的所述第五控制信息，对外部发来的结果进行量化处理后输出。进一步地，所述可编程连接模块，具体用于根据连接要求，部署每一条连接线；所述连接要求包括：所述连接线包括一个输入端和一个输出端；所述输入端与外部前级模块的输出接口相连时，所述输出端可与所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块中的任意一个的输入接口相连；所述输入端与所述加法阵列基本模块的一输出接口相连时，所述输出端可与所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块中的任意一个的一输入接口相连；所述输入端与所述累加暂存模块的一输出接口相连时，所述输出端可与所述数据激活模块或所述量化模块的一输入接口相连；所述输入端与所述数据激活模块的一输出接口相连时，所述输出端可与所述量化模块的一输入接口相连；所述输出端与外部后级模块的一输入接口相连时，所述输入端可与所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块中的任意一个的一输出接口相连。进一步地，所述第二控制信息、所述第三控制信息、所述第四控制信息、所述第五控制信息的信息类型，均为数据处理流程控制信息；所述第一控制信息包括：模块间连接方式部署信息，和，分别针对所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块的模块内部参数信息和待配置模块数量。进一步地，针对所述加法阵列基本模块的模块内部参数信息包括：加法器级联数量、加法器级联方式；所述可编程连接模块，具体用于根据所述加法器级联数量和所述加法器级联方式，配置所述加法阵列基本模块的模块参数，以使所述加法阵列基本模块包括电路级联的至少两个基本加法单元；所述加法器级联方式包括：并行累加式、逐级递加式、所述并行累加式和所述逐级递加式的组合中的任意一种。进一步地，每一个所述基本加法单元均具有旁路指示输入、第一输入和第二输入、旁路指示输出、第一输出、旁路指示输出；所述加法器级联方式为并行累加式时，针对每一个所述基本加法单元：当前基本加法单元连接有下一级基本加法单元时，存在与该当前基本加法单元相关联的位于同一级的目标基本加法单元，其中，不同基本加法单元所关联的基本加法单元不同；该当前基本加法单元的第一输出和所述目标基本加法单元的第一输出分别与该下一级基本加法单元的第一输入和第二输入相连；该当前基本加法单元的旁路指示输出和所述目标基本加法单元的旁路指示输出汇集后，与该下一级基本加法单元的旁路指示输入相连。进一步地，每一个所述基本加法单元均具有旁路指示输入、第一输入和第二输入、旁路指示输出、第一输出；所述加法器级联方式为逐级递加式时，针对每一个所述基本加法单元：当前基本加法单元连接有下一级基本加法单元时，该当前基本加法单元的第一输出与该下一级基本加法单元的第一输入相连；该当前基本加法单元的第二输入与外部相连；该当前基本加法单元的旁路指示输出与该下一级基本加法单元的旁路指示输入相连。进一步地，针对所述累加暂存模块的模块内部参数信息包括：累加次数，和/或，是否向自身反馈。进一步地，针对所述数据激活模块的模块内部参数信息包括：激活方式，和/或，是否向自身反馈；所述激活方式包括：通过函数算法一、函数算法二、函数算法三中的任意一个函数算法实现激活，任一所述函数算法通过寄存电路、比较电路、查表电路中的任意一个硬件电路实现；所述函数算法一包括：f(a)＝a；所述函数算法二包括：所述函数算法三包括：其中，f(a)、f(b)、f(c)均为因变量，a、b、c均为自变量，e为常数。进一步地，针对所述量化模块的模块内部参数信息包括：量化存储位数、定点位置信息；所述量化模块，具体用于根据所述量化存储位数和所述定点位置信息，对外部发来的结果进行移位截断处理，以得到符合存储要求的中间数据，并输出所述中间数据。另一方面，本专利技术提供了一种基于上述任一所述卷积数据处理电路的数据处理方法，包括：通过所述控制模块，根据外部输入的指令指示，确定针对所述可编程连接模块的第一控制信息、针对所述加法阵列基本模块的第二控制信息、针对所述累加暂存模块的第三控制信息、针对所述数据激活模块的第四控制信息、针对所述量化模块的第五控制信息；通过所述可编程连接模块，根据所述控制模块发来的所述第一控制信息，分别配置所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块的模块参数，以及部署所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块之间的输入输出连接；通过所述加法阵列基本模块，根据所述控制模块发来的所述第二控制信息，对外部发来的结果进行求和计算后输出；通过所述累加暂存模块，根据所述控制模块发来的所述第三控制信息，对外部发来的结果进行累加处理后输出；通过所述数据激活模块，根据所述控制模块发来的所述第四控制信息，对外部发来的结果进行激活处理后输出；通过所述量化模块，根据所述控制模块发来的所述第五控制信息，对外部发来的结果进行量化处理后输出。本专利技术提供了一种卷积数据处理电路及数据处理方法，该卷积数据处理电路包括控制模块、可编程连接模块、加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块。控制模块根据外部指示以确定控制信息；可编程连接模块根据控制信息配置模块参数并部署模块间的输入输出连接；加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块分别根据控制信息对外部发来的结果进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卷积数据处理电路，其特征在于，包括：控制模块、可编程连接模块、加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块；所述控制模块，用于根据外部输入的指令指示，确定针对所述可编程连接模块的第一控制信息、针对所述加法阵列基本模块的第二控制信息、针对所述累加暂存模块的第三控制信息、针对所述数据激活模块的第四控制信息、针对所述量化模块的第五控制信息；所述可编程连接模块，用于根据所述控制模块发来的所述第一控制信息，分别配置所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块的模块参数，以及部署所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块之间的输入输出连接；所述加法阵列基本模块，用于根据所述控制模块发来的所述第二控制信息，对外部发来的结果进行求和计算后输出；所述累加暂存模块，用于根据所述控制模块发来的所述第三控制信息，对外部发来的结果进行累加处理后输出；所述数据激活模块，用于根据所述控制模块发来的所述第四控制信息，对外部发来的结果进行激活处理后输出；所述量化模块，用于根据所述控制模块发来的所述第五控制信息，对外部发来的结果进行量化处理后输出。

【技术特征摘要】
1.一种卷积数据处理电路，其特征在于，包括：控制模块、可编程连接模块、加法阵列基本模块、累加暂存模块、数据激活模块、量化模块；所述控制模块，用于根据外部输入的指令指示，确定针对所述可编程连接模块的第一控制信息、针对所述加法阵列基本模块的第二控制信息、针对所述累加暂存模块的第三控制信息、针对所述数据激活模块的第四控制信息、针对所述量化模块的第五控制信息；所述可编程连接模块，用于根据所述控制模块发来的所述第一控制信息，分别配置所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块的模块参数，以及部署所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块之间的输入输出连接；所述加法阵列基本模块，用于根据所述控制模块发来的所述第二控制信息，对外部发来的结果进行求和计算后输出；所述累加暂存模块，用于根据所述控制模块发来的所述第三控制信息，对外部发来的结果进行累加处理后输出；所述数据激活模块，用于根据所述控制模块发来的所述第四控制信息，对外部发来的结果进行激活处理后输出；所述量化模块，用于根据所述控制模块发来的所述第五控制信息，对外部发来的结果进行量化处理后输出。2.根据权利要求1所述的卷积数据处理电路，其特征在于，所述可编程连接模块，具体用于根据连接要求，部署每一条连接线；所述连接要求包括：所述连接线包括一个输入端和一个输出端；所述输入端与外部前级模块的输出接口相连时，所述输出端可与所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块中的任意一个的输入接口相连；所述输入端与所述加法阵列基本模块的一输出接口相连时，所述输出端可与所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块中的任意一个的一输入接口相连；所述输入端与所述累加暂存模块的一输出接口相连时，所述输出端可与所述数据激活模块或所述量化模块的一输入接口相连；所述输入端与所述数据激活模块的一输出接口相连时，所述输出端可与所述量化模块的一输入接口相连；所述输出端与外部后级模块的一输入接口相连时，所述输入端可与所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块中的任意一个的一输出接口相连。3.根据权利要求1或2所述的卷积数据处理电路，其特征在于，所述第二控制信息、所述第三控制信息、所述第四控制信息、所述第五控制信息的信息类型，均为数据处理流程控制信息；所述第一控制信息包括：模块间连接方式部署信息，和，分别针对所述加法阵列基本模块、所述累加暂存模块、所述数据激活模块、所述量化模块的模块内部参数信息和待配置模块数量。4.根据权利要求3所述的卷积数据处理电路，其特征在于，针对所述加法阵列基本模块的模块内部参数信息包括：加法器级联数量、加法器级联方式；所述可编程连接模块，具体用于根据所述加法器级联数量和所述加法器级联方式，配置所述加法阵列基本模块的模块参数，以使所述加法阵列基本模块包括电路级联的至少两个基本加法单元；所述加法器级联方式包括：并行累加式、逐级递加式、所述并行累加式和所述逐级递加式的组合中的任意一种。5.根据权利要求4所述的卷积数据处理电路，其特征在于，每一个所述基本加法单元均具有旁路指示输入、第一输入和第二输入、旁路指示输出、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子彤，姜凯，聂林川，
申请(专利权)人：济南浪潮高新科技投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37