【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路设计及大数据处理，具体地，涉及一种并行运算数据流硬件加速系统及方法。
技术介绍
1、设备爆炸事件发生的原因多种多样，但是设备都需要操作人员现场操控仪器，这是出现伤亡的主要原因。目前，并没有出现相关设备能有效解决该问题，不是不便于远程操纵仪器，就是反馈不够强烈、不够及时。
2、市面上一些设备实现了这类数据的处理，但这类设备是通用的，造成了硬件配置资源的浪费，而且不能高效高速的应对数据处理，因此有必要提出采用专用芯片解决方案，实现数据流采、存、算一体的加速处理。这些芯片由于诸多的限制基本上还是要按照时序处理数据，给出结果，处理数据的很多时间都浪费在了等待的过程中。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种并行运算数据流硬件加速系统及方法。
2、根据本专利技术提供的一种并行运算数据流硬件加速系统及方法，所述方案如下：
3、第一方面，提供了一种并行运算数据流硬件加速系统，所述系统包括：
4、传感器模块：收集双手手指数据及双手位置数据，并向中央控制模块发送启动信号；
5、滤波模块：去除数据中不需要的数据；
6、芯片内置标识模块：对不同数据进行对应标识；
7、芯片内置lstm神经网络运算模块：先进行数据预处理，再通过并行运算器、存储器处理数据，通过两组运算器对数据进行并行处理，再进行矩阵乘法、卷积计算；
8、中央控制模块：控制数据流向和运算过程；
10、转换模块：内置芯片解码器，对处理后的数据进行分类，并改变数据类型；
11、显示模块：将数据比对结果展现给佩戴人员，方便进行后续修正；
12、外部设备：包括机械手，通过控制机械手完成相应操作，并与佩戴者进行交互反馈；
13、首先采集数据，再对采集的数据进行滤波，将滤波后数据进行标识，再进行运算处理和存储，将处理后的数据传入转换模块进行数据类型转换，最后控制机械手运动，并将机械手的姿态反馈给佩戴人员。
14、优选地，所述系统在芯片中加入标识解码模块，使数据通过标识后能统一进入运算模块并行处理，避免对芯片资源的需求，加速对数据的处理。
15、优选地，所述传感器模块在佩戴者双手手指上分别安装手指弯曲传感器，并在双手掌心处各安装一个雷达用来给双手定位，通过手指传感器实时采集手指部位力信号，同时掌心处的雷达不断发出信号，定位双手的空间位置。
16、优选地，通过双手手指弯曲传感器采集信号，检测双手手指每一部分的弯曲程度，并将采集的手指弯曲信息和双手的空间位置传入芯片内置标识模块，分别对双手的手指弯曲信号、双手的空间位置进行标识；滤波模块对采集的数据进行滤波，同时给中央控制模块发出信号，准备对数据进行相应的运算处理。
17、优选地，对于采集的手指弯曲信号及双手的空间位置以数据流的方式进行处理；
18、芯片内置lstm神经网络运算模块先对数据进行预处理，当传输的前后数据处于设定的误差范围内，将直接对机械手发送信号，保持此时机械手的状态，并将此时数据清零。
19、优选地，所述芯片内置lstm神经网络运算模块包括：全加器、减法器、乘法器以及除法器，采取并行处理的方式；
20、其中，全加器、减法器、乘法器、除法器各有两个，且神经网络的权重和偏置数据将存储在单独的ram存储器中；
21、当数据通过数据预处理，将分为双手手指数据和双手空间位置数据，分别用一组运算器进行处理，按照设定顺序进入相应的运算器对数据进行操作。
22、优选地，数据在进入芯片内置lstm神经网络运算模块都会经过存储模块，存储模块分为四部分，分别存储采集的双手数据、复制的双手数据、处理后的数据、及神经网络的权重与偏置，对数据流起缓冲作用。
23、优选地，转换模块将数据的类型进行转换，同时转换模块内置芯片解码器，将之前标识过的数据进行区分，将传感器模块采集的双手手指弯曲程度的数据及双手空间位置的数据区分开来，将数据上的标识部分去除，并将数据传入机械手。
24、优选地，转换模块处理后的数据将输入机械手，双手手指弯曲的数据将控制机械手的手指弯曲，做出相同动作，双手空间位置的数据将控制机械手移动到相同的方向；
25、在机械手上同样安装手指弯曲传感器、压力传感器及定位雷达，当机械手做出同样动作时，采集数据，将手指弯曲数据与位置数据与佩戴者采集的数据进行比对，校对机械手的动作，同时将压力传感器采集的数据反馈到佩戴者手上，对佩戴者手上的相应部位进行刺激；
26、具体地，机械手双手安装压力传感器的同时，佩戴者双手的同样位置安装可控制收缩的线圈，当机械手触碰到物体时，压力传感器将发出信号，控制佩戴者手上相同位置的线圈收缩，将机械手触碰的东西反馈给佩戴者。
27、第二方面，提供了一种并行运算数据流硬件加速方法，所述方法包括：
28、步骤s1：由传感器模块采集数据，在芯片内置标识模块对不同数据标识后运送至滤波模块；
29、步骤s2：通过滤波模块对数据进行处理，处理数据后将数据作为输入流传入存储模块，并将数据复制存储在采集数据存储器中，所述采集数据存储器位于存储模块内，占据存储模块部分区域，用于存储滤波后的数据；
30、步骤s3：待机械手反馈数据到达，将处理数据与反馈数据两者进行比对，在显示模块显示比对结果以便操作人员及时调整姿态；
31、步骤s4：在对比结束后，将已对比过的数据进行删除，同时中央控制模块控制输入流进入芯片内置lstm神经网络运算模块，按照设定流程处理数据；
32、步骤s5：将处理完的数据作为输出流传输至存储模块中，接着传入转换模块，改变数据类型，将数据按双手手指弯曲程度及双手空间位置进行区分并消除标识部分；
33、步骤s6：最后将数据输出到外部机械手，反馈相关情况给佩戴人员。
34、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
35、1、本专利技术通过双手上的手指弯曲传感器及定位雷达采集到的数据以数据流的方式进行处理，神经网络专用芯片将数据直接按照事先规定好的流程进行处理，不必依赖时序，能有效的提高芯片工作效率；
36、2、本专利技术在机械手的相同位置安装了手指弯曲传感器和定位雷达，将机械手的实时行为反馈给芯片，并同佩戴者双手采集到的双手手指弯曲程度及空间位置的数据进行比对，若有误差，将及时矫正；
37、3、本专利技术在机械手双手安装了压力传感器，并在佩戴者双手的同样位置安装了可控制收缩的线圈，当机械手触碰到物体时，压力传感器将发出信号，控制佩戴者手上相同位置的线圈收缩，让佩戴者感知到机械手的什么位置触碰到了物体，给予反馈。由于采用数据流的方式处理数据，传输花费时间短，从佩戴者双手做出动作到机械手触碰物体进行反馈，这一过程的时间将可以忽略，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，所述系统在芯片中加入标识解码模块，使数据通过标识后能统一进入运算模块并行处理，避免对芯片资源的需求，加速对数据的处理。
3.根据权利要求1所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，所述传感器模块在佩戴者双手手指上分别安装手指弯曲传感器，并在双手掌心处各安装一个雷达用来给双手定位，通过手指传感器实时采集手指部位力信号，同时掌心处的雷达不断发出信号，定位双手的空间位置。
4.根据权利要求3所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，通过双手手指弯曲传感器采集信号，检测双手手指每一部分的弯曲程度，并将采集的手指弯曲信息和双手的空间位置传入芯片内置标识模块，分别对双手的手指弯曲信号、双手的空间位置进行标识；滤波模块对采集的数据进行滤波，同时给中央控制模块发出信号，准备对数据进行相应的运算处理。
5.根据权利要求3所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，对于采集的手指弯曲信号及双手的空间位置以数据流的方式进行处理
6.根据权利要求1所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，所述芯片内置LSTM神经网络运算模块包括：全加器、减法器、乘法器以及除法器，采取并行处理的方式；
7.根据权利要求6所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，数据在进入芯片内置LSTM神经网络运算模块都会经过存储模块，存储模块分为四部分，分别存储采集的双手数据、复制的双手数据、处理后的数据、及神经网络的权重与偏置，对数据流起缓冲作用。
8.根据权利要求1所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，转换模块将数据的类型进行转换，同时转换模块内置芯片解码器，将之前标识过的数据进行区分，将传感器模块采集的双手手指弯曲程度的数据及双手空间位置的数据区分开来，将数据上的标识部分去除，并将数据传入机械手。
9.根据权利要求8所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，转换模块处理后的数据将输入机械手，双手手指弯曲的数据将控制机械手的手指弯曲，做出相同动作，双手空间位置的数据将控制机械手移动到相同的方向；
10.一种并行运算数据流硬件加速方法，基于权利要求1-9中任意一项所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，所述系统在芯片中加入标识解码模块，使数据通过标识后能统一进入运算模块并行处理，避免对芯片资源的需求，加速对数据的处理。
3.根据权利要求1所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，所述传感器模块在佩戴者双手手指上分别安装手指弯曲传感器，并在双手掌心处各安装一个雷达用来给双手定位，通过手指传感器实时采集手指部位力信号，同时掌心处的雷达不断发出信号，定位双手的空间位置。
4.根据权利要求3所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，通过双手手指弯曲传感器采集信号，检测双手手指每一部分的弯曲程度，并将采集的手指弯曲信息和双手的空间位置传入芯片内置标识模块，分别对双手的手指弯曲信号、双手的空间位置进行标识；滤波模块对采集的数据进行滤波，同时给中央控制模块发出信号，准备对数据进行相应的运算处理。
5.根据权利要求3所述的并行运算数据流硬件加速系统，其特征在于，对于采集的手指弯曲信号及双手的空间位置以数据流的方式进行处理；
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李智军，李国欣，刘洋，刘钧火，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心人工智能研究院安徽省人工智能实验室，
类型：发明
国别省市：
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