计算装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一计算装置

【技术实现步骤摘要】
计算装置、存内计算加速系统


[0001]本专利技术涉及可重构领域，尤其涉及一种计算装置
、
存内计算加速系统
。

技术介绍

[0002]针对日趋复杂的卫星载荷数据处理对高实时
、
高能效的应用需求，星载智能计算系统需要逐步向高可靠
、
高能效
、
智能化的计算系统发展
。
存内计算加速系统是未来主流的数据密集型计算架构之一，具有广阔的发展空间和应用前景
。
[0003]存内计算加速系统通过在存储器内部进行数据处理与计算，有效减少计算数据在处理器和存储器之间的传输
。
随着神经网络算法的多元化发展，存内计算加速系统需要支持多种算法，以适配神经网络的多种算法
。
然而，目前的存内计算在计算核层面仅支持单向数据流形式，难以支持其他算子和数据流，无法满足日趋复杂的神经网络算法
。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提供了计算装置
、
存内计算加速系统
。
[0005]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种计算装置，包括：多个计算核模块，所述多个计算核模块之间按照预设连接关系相连，所述计算核模块包括：核内控制器单元
、
开关阵列单元
、
存算单元组
、
第一驱动单元组
、
第一计算单元组
、
第二驱动单元组以及第二计算单元组；所述核内控制器单元，用于根据配置信息，向所述开关阵列单元发送第一连接指令，向所述存算单元组发送第二连接指令，所述第一连接指令用于控制所述开关阵列单元的输入连接和输出连接，所述第二连接指令用于控制所述存算单元组的输入连接和输出连接；所述开关阵列单元，用于执行所述第一连接指令，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一计算单元组
、
第二计算单元组中的之一作为输入连接，以及，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一驱动单元组
、
第二驱动单元组中的之一作为输出连接；所述第一驱动单元组，用于按列驱动所述存算单元组；所述第二驱动单元组，用于按行驱动所述存算单元组；所述存算单元组，用于执行第二连接指令，选择所述第一驱动单元组或所述第二驱动单元组作为输入连接，以及，选择所述第二计算单元组或所述第一计算单元组作为输出连接，并执行存内计算得到存内计算结果；所述第一计算单元组，用于对所述存内计算结果执行第一预设计算操作，得到第一计算结果；所述第二计算单元组，用于对所述存内计算结果执行第二预设计算操作，得到第二计算结果；其中，所述第一预设计算操作和所述第二预设计算操作相同或不同
。
[0006]根据本专利技术的实施例，所述计算核模块还包括：
所述矩阵
/
向量加法器单元，用于实现矩阵
/
向量加法计算；所述开关阵列单元，还用于执行所述第一连接指令，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一计算单元组
、
第二计算单元组
、
矩阵
/
向量加法器单元中的之一作为输入连接，以及，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一驱动单元组
、
第二驱动单元组
、
矩阵
/
向量加法器单元中的之一作为输出连接
。
[0007]根据本专利技术的实施例，所述第一计算单元组中的计算单元和所述第二计算单元组中的计算单元均包括：加法树
、
激活函数单元和多路选择器；所述加法树的输入连接所述存算单元组中的存算单元的输出；所述加法树的输出连接所述激活函数单元和所述多路选择器中的多路输入的一路；所述激活函数单元的输出连接所述多路选择器中的多路输入的另一路；所述多路选择器的输出连接所述开关阵列单元的输入
。
[0008]根据本专利技术的实施例，在所述第一驱动单元组为所述存算单元组的输入连接的情况下，所述第二计算单元组为所述存算单元组的输出连接；在所述第二驱动单元组为所述存算单元组的输入连接的情况下，所述第一计算单元组为所述存算单元组的输出连接
。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述第一驱动单元组和所述第二驱动单元组均采用缓冲器级联的形式实现
。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述存算单元组中的存算单元采用
10T SRAM
结构，实现1比特激活值与8比特权重的乘法计算
。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述存算单元组中的存算单元均采用2比特数表示存算单元的输入连接关系与输出连接关系；所述2比特数中的1比特数表示存算单元的输入连接关系；所述2比特数中的另1比特数表示存算单元的输出连接关系
。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述开关阵列单元采用4比特数表示输入连接关系与输出连接关系；所述4比特数中的2比特数表示输入连接关系；所述4比特数中的另2比特数表示输出连接关系
。
[0013]本专利技术的第二方面提供了一种存内计算加速系统，包括：核间控制器模块
、
数据存储器模块
、
配置存储器模块
、
多个计算核模块和与所述多个计算核模块数量对应的连接模块；所述配置存储器模块，用于存储待实现的神经网络算法的可重构配置信息，所述可重构配置信息包括所述计算核模块的配置信息，以及所述连接模块的配置信息；所述核间控制器模块，用于根据所述可重构配置信息，向所述计算核模块发送计算指令，向所述连接模块发送配置指令，以及，向所述数据存储器模块发送数据传输指令；所述数据存储器模块，用于存储实现所述神经网络算法所需的数据以及计算结果，并执行所述数据传输指令，将所述数据发送至所述数据传输指令所指示的计算核模块，以及，接收所述计算结果；
应包括但不限于单独具有
A、
单独具有
B、
单独具有
C、
具有
A
和
B、
具有
A
和
C、
具有
B
和
C、
和
/
或具有
A、B、C
的系统等）
。
[0026]在本专利技术的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集
、
存储
、
使用
、
加工
、
传输
、
提供
、
专利技术和应用等处理，均符合相关法律法规的规定，采取了必要保密措施，且不违背公序良俗
。
[0027]在本专利技术的技术方案中，对数据的获取
、
收集
、
存储
、
使用
、
加工
、
传输
、
提供
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种计算装置，其特征在于，包括：多个计算核模块，所述多个计算核模块之间按照预设连接关系相连，所述计算核模块包括：核内控制器单元
、
开关阵列单元
、
存算单元组
、
第一驱动单元组
、
第一计算单元组
、
第二驱动单元组以及第二计算单元组；所述核内控制器单元，用于根据配置信息，向所述开关阵列单元发送第一连接指令，向所述存算单元组发送第二连接指令，所述第一连接指令用于控制所述开关阵列单元的输入连接和输出连接，所述第二连接指令用于控制所述存算单元组的输入连接和输出连接；所述开关阵列单元，用于执行所述第一连接指令，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一计算单元组
、
第二计算单元组中的之一作为输入连接，以及，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一驱动单元组
、
第二驱动单元组中的之一作为输出连接；所述第一驱动单元组，用于按列驱动所述存算单元组；所述第二驱动单元组，用于按行驱动所述存算单元组；所述存算单元组，用于执行第二连接指令，选择所述第一驱动单元组或所述第二驱动单元组作为输入连接，以及，选择所述第二计算单元组或所述第一计算单元组作为输出连接，并执行存内计算得到存内计算结果；所述第一计算单元组，用于对所述存内计算结果执行第一预设计算操作，得到第一计算结果；所述第二计算单元组，用于对所述存内计算结果执行第二预设计算操作，得到第二计算结果；其中，所述第一预设计算操作和所述第二预设计算操作相同或不同，所述第一驱动单元组与所述第一计算单元组对应关联，所述第二驱动单元组与所述第二计算单元组对应关联
。2.
根据权利要求1所述的计算装置，其特征在于，所述计算核模块还包括：矩阵
/
向量加法器单元，用于实现矩阵
/
向量加法计算；所述开关阵列单元，还用于执行所述第一连接指令，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一计算单元组
、
第二计算单元组
、
矩阵
/
向量加法器单元中的之一作为输入连接，以及，选择与所述计算核模块相连的计算核模块
、
第一驱动单元组
、
第二驱动单元组
、
矩阵
/
向量加法器单元中的之一作为输出连接
。3.
根据权利要求1或2所述的计算装置，其特征在于，所述第一计算单元组中的计算单元和所述第二计算单元组中的计算单元均包括：加法树
、

【专利技术属性】
技术研发人员：程利甫，黄宇轩，王欣怡，周德金，刘奎，朱坤托，
申请(专利权)人：上海航天计算机技术研究所，
类型：发明
国别省市：