[实用新型]片上系统和移动计算设备

说明书

本公开涉及片上系统和移动计算设备。实施例针对实现深度卷积网络异构架构的片上系统(SoC)。SoC包括系统总线、耦合到系统总线的多个可寻址存储器阵列、耦合到系统总线的至少一个应用处理器核心以及耦合到系统总线的可配置的加速器框架。可配置的加速器框架是图像和深度卷积神经网络(DCNN)协同处理系统。SoC还包括耦合到系统总线的多个数字信号处理器(DSP)，其中多个DSP与可配置的加速器框架协调功能来执行DCNN。

技术领域

本公开整体涉及深度卷积神经网络(DCNN)。更具体地但不排他地，本公开涉及被布置为实现DCNN的一部分的硬件加速器引擎。

背景技术

已知的计算机视觉、语音识别和信号处理应用受益于使用深度卷积神经网络(DCNN)。DCNN技术中的一项重要工作是由Y.LeCun等人在1998年的IEEE会报第86期第11卷第2278-2324页上发表的“Gradient-Based Learning Applied To DocumentRecognition”，该文章利用“AlexNet”赢得了2012年的ImageNet大型视觉识别挑战赛。如由Krizhevsky,A.、Sutskever,I.和Hinton,G.于2012年在内达华州太浩湖的NIPS第1-9页发表的“ImageNet Classification With Deep Convolutional Neural Networks”中所描述的，AlexNet是第一次显著优于经典方法的DCNN。

DCNN是处理大量数据并通过以下方式进行自适应地“学习”的基于计算机的工具：将数据内的近端相关的特征融合、对数据进行广泛预测、并基于可靠的结论和新的融合来改进预测。DCNN被布置在多个“层”中，并且在每一层处进行不同类型的预测。

例如，如果面部的多个二维图片被提供作为DCNN的输入，则DCNN将学习诸如边缘、曲线、角度、点、颜色对比度、亮点、暗点等的面部的各种特性。在DCNN的一个或多个第一层处学习这些一个或多个特征。然后，在一个或多个第二层中，DCNN将学习诸如眼睛、眉毛、前额、头发、鼻子、嘴、脸颊等的面部的各种可识别的特征；其中的每一个都能与所有其他特征区分开。即，DCNN学习识别和区分眼睛与眉毛或任何其他面部特征。在一个或多个第三层及随后的层中，DCNN学习诸如种族、性别、年龄、情绪状态等的整个面部特性及更高阶的特性。在某些情况下，DCNN甚至被训练来识别个人的特定身份。例如，随机图像可以被标识为面部，并且面部可以被识别为奥兰多·布鲁姆、安德烈·波切利或其他一些身份。

在其他示例中，可以向DCNN提供多个动物图片，并且可以训练DCNN来标识狮子、老虎和熊；可以向DCNN提供多个汽车图片，并且可以训练DCNN来标识和区分不同类型的车辆；并且还可以形成许多其他的DCNN。DCNN可以用于学习句子中的单词模式、标识音乐、分析个体购物模式、玩视频游戏、创建交通路线，并且DCNN也可以用于许多其他基于学习的任务。

图1包括图1A-图1J。

图1A是卷积神经网络(CNN)系统10的一个简化图示。在CNN系统中，由CNN处理像素的二维阵列。CNN分析10×10的输入对象平面，以确定在平面中是否表示“1”、在平面中是否表示“0”、或者在平面中未表示“1”或“0”。

在10×10的输入对象平面中，每个像素被点亮或不被点亮。为了图示的简单起见，被点亮的像素被填充(例如，深色)，且未被点亮的像素未被填充(例如，浅色)。

图1B图示了图1A的CNN系统10，该系统确定第一像素图案图示“1”，且第二像素图案图示“0”。然而，在现实世界中，图像并不总是如图1B所示的那样清晰地排列整齐。