一种基于FPGA的复杂运算轻量化的架构和方法技术

本申请提供了一种基于FPGA的复杂运算轻量化的架构和方法，该架构包括主调度模块、计算模块、浮点算子模块，计算模块包括存储单元和计算单元，存储单元获取并缓存目标算法的输入数据，主调度模块根据目标算法的运算顺序，将目标算法拆解为多个计算步骤，并生成相应的运算使能信号传输至计算单元；计算单元根据运算使能信号，从存储单元中获取计算步骤所需的目标参数，从浮点算子模块中获取计算步骤所需的浮点算子单元，执行计算步骤确定运算中间结果；将运算中间结果存储至存储单元，生成运算完成信号并传输至主调度模块，以控制下一计算步骤，直至得到最终运算结果。从而实现了低功耗、小型化的FPGA架构。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于fpga芯片设计，尤其涉及一种基于fpga的复杂运算轻量化的架构和方法。

技术介绍

1、针对一些成熟的算法单元，例如，切比雪夫低通滤波器、矩阵乘法、矩阵加法、刚体角速度与角加速度的离散化计算、多传感器数据融合和误差补偿算法等，目前广泛采用的是cpu或者嵌入式的arm方案来实现，通常这些算法单元占用处理器很少一部分资源，但cpu或arm需要持续运行以维持这些算法的执行，且cpu或arm的资源分配并非完全隔离。在一个复杂的系统中，多个占用少量资源的算法单元同时运行时，它们各自对功耗的影响可能看似微小，但总体上会使系统的功耗管理变得复杂。当系统中存在其他突发任务或对资源需求动态变化的任务时，可能会与这些算法单元竞争有限的资源，增加系统开销。

2、因此，针对算法单元占用处理器很少一部分资源，而导致的处理器功耗、体积产生很大浪费的问题，需要提供一种解决方案。

技术实现思路

1、本申请公开了一种基于fpga的复杂运算轻量化的架构和方法，能够将复杂运算轻量化的实现在资源受限的fpga芯片中，提供了低功本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于FPGA的复杂运算轻量化的架构，其特征在于，所述FPGA架构包括主调度模块、计算模块、浮点算子模块，所述计算模块包括存储单元和计算单元，所述存储单元用于获取并缓存目标算法的输入数据，所述主调度模块根据所述目标算法的运算顺序，将目标算法拆解为多个计算步骤，并生成相应的运算使能信号传输至计算模块，以控制所述计算单元分时复用浮点算子模块中的浮点算子单元进行运算；

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的复杂运算轻量化的架构，其特征在于，所述存储单元包括块式存储器和寄存器，在输入数据为结构化数据时，所述块式存储器用于存储所述目标算法的输入数据和目标参数，所述寄存器用于缓...

【技术特征摘要】

1.一种基于fpga的复杂运算轻量化的架构，其特征在于，所述fpga架构包括主调度模块、计算模块、浮点算子模块，所述计算模块包括存储单元和计算单元，所述存储单元用于获取并缓存目标算法的输入数据，所述主调度模块根据所述目标算法的运算顺序，将目标算法拆解为多个计算步骤，并生成相应的运算使能信号传输至计算模块，以控制所述计算单元分时复用浮点算子模块中的浮点算子单元进行运算；

2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的复杂运算轻量化的架构，其特征在于，所述存储单元包括块式存储器和寄存器，在输入数据为结构化数据时，所述块式存储器用于存储所述目标算法的输入数据和目标参数，所述寄存器用于缓存所述运算中间结果。

3.根据权利要求2所述的一种基于fpga的复杂运算轻量化的架构，其特征在于，所述寄存器包括第一寄存器和第二寄存器，在所述计算步骤使用一个浮点算子单元时，从所述块式存储器中读取所述计算步骤对应的参数，存储至所述第一寄存器，从所述块式存储器中读取目标算法的输入数据，调度所述浮点算子单元执行该计算步骤得到运算中间结果，并缓存至所述第二寄存器；重复执行上述步骤，直至得到最终结果存储至所述块式存储器中。

4.根据权利要求3所述的一种基于fpga的复杂运算轻量化的架构，其特征在于，在所述计算步骤包括第一运算和第二运算时，所述第一运算使用第一浮点算子单元，所述第二运算使用第二浮点算子单元；

5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈涛，宋雨娇，徐成华，魏育成，
申请(专利权)人：中科亿海微电子科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：