[发明专利]一种2-D卷积器

权利要求书

1.一种2-D卷积器，卷积模板系数以光栅扫描格式输入，图像数据以行主导或者列主导Zigzag扫描格式输入；其特征在于：该卷积器包括中心控制单元(1)，图像缓存单元(2)，卷积计算单元(3)，中间结果暂存单元(4)，输入接口单元(5)和输出缓冲单元(6)；

输入接口单元(5)接收外部输入的卷积模板系数和图像数据，在中心控制单元(1)的控制下将卷积模板系数输出到卷积计算单元(3)，将图像数据输出到图像缓存单元(2)；

图像缓存单元(2)从输入接口单元(5)中读取图像数据，串行移入并行输出，将转化后的并行图像数据输出到卷积计算单元(3)；

卷积计算单元(3)在卷积计算开始前，预先接收由输入接口单元(5)输出的卷积模板系数并保存；然后接收图像缓存单元(2)输出的并行图像数据，并进行卷积计算，计算的中间结果写入到中间结果暂存单元(4)中，并将最终的卷积计算结果写入到输出缓冲单元(6)中；

输出缓冲单元(6)在中心控制单元(1)给出的输出有效使能信号的控制下寄存卷积计算单元(3)输入的最终卷积计算结果，并对外部接口输出数据；

中间结果暂存单元(4)用于保存卷积计算单元(3)计算的中间结果，中间结果暂存单元(4)的读、写控制信号以及读、写地址均由中心控制单元(1)产生，写入的数据来自于卷积计算单元(3)，读出的数据输出到卷积计算单元(3)；

中心控制单元(1)将外部输入的卷积模板系数和图像数据写入输入接口单元(5)，从输入接口单元(5)中读出卷积模板系数和图像数据分别写入到卷积计算单元(3)和图像缓存单元(2)中，将图像缓存单元(2)输出的并行图像数据输入到卷积计算单元(3)中进行卷积计算，为中间结果暂存单元(4)产生存储器读写地址以及控制信号，并结合卷积计算单元(3)的计算状态为输出缓冲单元(6)产生输出有效使能信号，实时控制各个单元的状态和数据调度。

2.根据权利要求1所述的2-D卷积器，其特征在于：输入接口单元(5)包括第一输入FIFO(51)和第二输入FIFO(52)；

第一输入FIFO(51)和第二输入FIFO(52)的输入均来自于外部输入接口，第一输入FIFO(51)首先接收外部预先输入的卷积模板系数，并将这些数据输出至卷积计算单元(3)；此后，第一输入FIFO(51)和第二输入FIFO(52)交替接收外部输入的图像数据，并输出至图像缓存单元(2)。

3.根据权利要求1所述的2-D卷积器，其特征在于：图像缓存单元(2)包括第一S列寄存器组(21)，第二S列寄存器组(22)以及第一多路选择器组(23)，S为卷积模板的列数；

第一S列寄存器组(21)和第二S列寄存器组(22)均包含S个寄存器，每一个寄存器用于保存一个图像数据，第一多路选择器组(23)包含S个二输入多路选择器；

第二S列寄存器组(22)从输入接口单元(5)中读取图像数据，串行移入第二S列寄存器组(22)的S个移位寄存器中，各寄存器的输出作为第一多路选择器组(23)各多路选择器的一路输入；

第一多路选择器组(23)各多路选择器的另一路输入来自于输入接口单元(5)的一路输出以及第一S列寄存器组(21)前S-1个寄存器的输出，各多路选择器的输出则作为第一S列寄存器组(21)各寄存器的输入；

第一S列寄存器组(21)各寄存器输出的S个并行图像数据输出到卷积计算单元(3)进行卷积计算。