本发明专利技术提出了一种适用于存算一体芯片的数据传输装置及方法，在与存算一体芯片进行数据交互时，将待发送数据中连续重复出现的字符行计数后编码发送，将其余不重复的字符直接发送；存算一体芯片利用数据传输装置中的数据发送模块对传输的数据进行编码和发送，数据接收模块对数据进行接收和解码。通过本发明专利技术方案对存算一体芯片进行改造，使数据发送和编码过程中重复字符数据得到大幅压缩，提升通信接口的可用带宽，避免带宽的浪费，同时降低数据传输的功耗。的功耗。的功耗。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于存算一体芯片的数据传输装置及方法
[0001]本专利技术涉及计算机通信
，尤其涉及一种适用于存算一体芯片的数据传输装置及方法。
技术介绍
[0002]随着人工智能技术的快速发展和应用，中央处理器和存储器之间需要进行大量且频繁的数据传输，所造成的存储墙和功耗墙的问题，成为了当今公认的传统冯.诺依曼架构体系中最大的瓶颈。为了突破传统冯.诺依曼架构中的以上瓶颈，存算一体架构被提了出来。这种系统架构不仅保留了存储电路本身具有的存储和读写功能，同时还可以支持不同的逻辑运算，从而在很大程度上减少了中央处理器和存储器之间频繁的数据传输和交换，进一步地降低了数据搬移量，提升了系统的能耗表现。
[0003]然而，在存算一体芯片消除了传统冯.诺依曼架构的存储墙和功耗墙问题之后，原本并不突出的数据传输功耗问题变得突出了起来。虽然存算一体芯片由于自身具备了存储和计算的功能，从而避免了频繁地内存访问，大幅地降低了内存数据传输带来的功耗，但是存算一体芯片并没有解决神经网络模型烧录和推理过程中，样本数据传输所带来的带宽和功耗问题。
[0004]目前的存算一体芯片通常依然是采用传统的通信接口，比如UART、SPI和IIC等接口。无论是采用哪一种通信接口，都将面临传输数据越多则功耗越高的问题。然而，与此同时一个存算一体芯片应用场景中经常遇到的现象，即存算一体芯片的输入输出数据往往是稀疏的矩阵数据，而这样的数据的信息熵值是非常低的。
[0005]此时，可以非常容易地想到通过压缩数据后再进行传输的方式，来提升其数据传输的带宽和能耗表现。但是传统的数据压缩方法（例如LZ77编码、哈夫曼编码和算术编码等），由于其运行逻辑复杂，导致编解码性能低下、传输延迟高。而且当需要在芯片中进行硬件实现的时候，还会存在实现复杂度高、功耗高且芯片面积大等问题。
技术实现思路
[0006]针对上述问题，本专利技术提出了一种适用于存算一体芯片的数据传输装置及方法。
[0007]第一方面，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，存算一体芯片及其数据发送模块和数据接收模块，其特征在于，所述数据发送模块内置数据编码子模块，所述数据接收模块内置数据解码子模块，所述数据编码子模块将待发送数据当中连续重复出现的字符进行计数，对所述重复出现字符按照预设的数据格式进行编码发送，其余不重复的字符直接发送；所述数据解码子模块接收数据时对编码的重复数据进行解码，不重复数据直接接收当前字符；所述数据编码子模块包括第一有限状态机，所述数据解码子模块包括第二有限状态机，第一有限状态机和第二有限状态机根据被触发的状态切换条件进行状态切换。
[0008]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，所述第一有限状态机和第二
有限状态机均包括“同态”和“异态”两种状态；其中，“异态”表示发送或接收数据流中相邻字符不同，“同态”表示发送或接收数据流中相邻字符相同。
[0009]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，芯片启动时，所述第一有限状态机和第二有限状态机初始化为“异态”。
[0010]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，所述第一有限状态机的状态切换条件包括：切换条件A：当前字符与前一字符不同，保持“异态”；切换条件B：当前字符与前一字符相同，由“异态”切换至“同态”；切换条件C：当前字符与前一字符不同，由“同态”切换至“异态”；切换条件D：当前字符与前一字符相同，保持“同态”。
[0011]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，所述第二有限状态机状态切换条件包括：切换条件A：当前字符与前一字符不同，保持“异态”；切换条件B：当前字符与前一字符相同，“异态”切换至“同态”；切换条件C：当前字符与前一字符不同，“同态”切换至“异态”。
[0012]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，所述数据发送模块根据状态切换条件执行的切换操作包括：切换条件A：在相邻字符不同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符不同，则直接发送当前字符；切换条件B：在相邻字符不同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符相同，则重复数据计数器归零；切换条件C：在相邻字符相同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符不同，则生成重复数据编码并发送；切换条件D：在相邻字符相同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符相同，则重复数据计数器累加1。
[0013]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，所述数据接收模块根据状态切换条件执行的切换操作包括：切换条件A：在相邻字符不同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符不同，则直接接收当前字符；切换条件B：在相邻字符不同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符相同，则接收重复数据编码并解码；切换条件C：在相邻字符相同的状态下，如果检测到当前字符与上一字符不同，则直接接收当前字符。
[0014]进一步，一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，所述数据格式包括：包括数据位、编码长度标识位和数据长度位；所述数据位指重复的字符，其尺寸为8比特，即一个字节；所述编码长度标识位为指示编码长度的标识符，其尺寸为2比特；所述数据长度位为表示重复字符长度的参数，其尺寸由编码长度标识位指示。
[0015]另一方面，一种适用于存算一体芯片的数据传输方法，由一种适用于存算一体芯片的数据传输装置执行，包括数据发送和数据接收步骤，所述数据发送步骤中对发送数据
流中重复字符进行编码的数据编码步骤，以及对接收数据流中已编码的重复字符进行数据解码步骤，所述数据编码步骤包括以下子步骤：数据发送模块与存算一体芯片进行数据交互，对待发送数据进行识别提取，当提取到第一个字符时，直接发送当前字符数据；数据发送模块继续提取字符数据，对重复字符数据进行统计和固定格式编码发送，非重复数据则直接发送；所述数据解码步骤包括以下子步骤：数据接收模块接收固定格式编码数据和字符数据，并对编码数据进行解码。
[0016]一种适用于存算一体芯片的数据传输装置实现，包括数据编码和解码步骤：数据发送模块与存算一体芯片进行数据交互，对待发送数据进行识别提取，当提取到第一个字符时，直接发送当前字符数据；数据发送模块继续提取字符数据，对重复字符数据进行统计和固定格式编码发送，非重复数据则直接发送；数据接收模块接收固定格式编码数据和字符数据，并对编码数据进行解码。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术提出了一种适用于存算一体芯片的数据传输装置及方法，在与存算一体芯片进行数据交互时，将待发送数据中连续重复出现的字符行计数后编码发送，将其余不重复的字符直接发送；存算一体芯片利用数据传输装置中的数据发送模块对传输的数据进行编码和发送，数据接收模块对数据进行接收和解码。通过本专利技术方案对存算一体芯片进行改造，使数据发送和编码过程中重复字符数据得到大幅压缩，提升通信接口的可用带宽，避免带宽的浪费，同时降低数据传输的功耗。
附图说明
[0018]图1是本专利技术提出的一种适用于存算一体芯片的数据传输装置模块图；图中，1
‑
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，包括存算一体芯片（1）及其数据发送模块（3）和数据接收模块（2），其特征在于，所述数据发送模块（3）内置数据编码子模块，所述数据接收模块（2）内置数据解码子模块，所述数据编码子模块将待发送数据当中连续重复出现的字符进行计数，对所述重复出现字符按照预设的数据格式进行编码发送，其余不重复的字符直接发送；所述数据解码子模块接收数据时对编码的重复数据进行解码，不重复数据直接接收当前字符；所述数据编码子模块包括第一有限状态机，所述数据解码子模块包括第二有限状态机，第一有限状态机和第二有限状态机根据被触发的状态切换条件进行状态切换。2.根据权利要求1所述的一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，其特征在于，所述第一有限状态机和第二有限状态机均包括“同态”和“异态”两种状态；其中，“异态”表示发送或接收数据流中相邻字符不同，“同态”表示发送或接收数据流中相邻字符相同。3.根据权利要求1所述的一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，其特征在于，芯片启动时，所述第一有限状态机和第二有限状态机初始化为“异态”。4.根据权利要求1所述的一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，其特征在于，所述第一有限状态机的状态切换条件包括：切换条件A：当前字符与前一字符不同，保持“异态”；切换条件B：当前字符与前一字符相同，由“异态”切换至“同态”；切换条件C：当前字符与前一字符不同，由“同态”切换至“异态”；切换条件D：当前字符与前一字符相同，保持“同态”。5.根据权利要求1所述的一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，其特征在于，所述第二有限状态机状态切换条件包括：切换条件A：当前字符与前一字符不同，保持“异态”；切换条件B：当前字符与前一字符相同，“异态”切换至“同态”；切换条件C：当前字符与前一字符不同，“同态”切换至“异态”。6.根据权利要求4所述的一种适用于存算一体芯片的数据传输装置，其特征在于，所述数据发送模块（3）根据状态切换条件执行的切换操作包括：切换条件A：在相邻字符不同...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建伟，
申请(专利权)人：上海亿铸智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。