[发明专利]一种适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构

权利要求书

1.一种适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于，所述乘法结构包括运算部件(1)、输入传输模块(2)和输出传输模块(3)；

所述运算部件(1)为M个基本运算单元PE组成的链状结构，相邻所述基本运算单元PE之间互联，用于实现矩阵的乘积运算；

所述基本运算单元PE包括运算模块和存储模块(6)，所述运算模块接收所述输入传输模块(2)传送的源数据进行计算，并将运算结果存入所述存储模块(6)中；所述存储模块(6)将运算结果传输给所述输出传输模块(3)输出。

2.根据权利要求1所述的适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于其特征在于，所述存储模块(6)由运算存储器和传输存储器构成；所述运算存储器与所述运算模块相连，用于缓存所述运算模块运算过程中的运算结果；所述传输存储器与所述输出传输模块(3)相连，用于在矩阵乘运算结束后将运算结果传输至所述输出传输模块(3)。

3.根据权利要求2所述的适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于，所述运算存储器和所述传输存储器能够根据所述存储模块(6)发出的选通信号进行切换，执行乒乓操作。

4.根据权利要求2所述的适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于，所述运算存储器和所述传输存储器使用堆栈的读取模式。

5.根据权利要求1所述的适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于，所述乘法结构还包括寄存器，所述基本运算单元PE中的所述运算模块具有输入端，所述输入端通过所述寄存器与所述输入传输模块(2)相连，所述输入传输模块(2)将源数据通过所述寄存器传输至所述输入端，源数据由所述输入端进入所述运算模块进行计算。

6.根据权利要求5所述的适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于，所述源数据为矩阵A源数据和矩阵B源数据，所述输入传输模块(2)包括源A传输模块和源B传输模块，所述输入端包括源A输入端和源B输入端；

所述源A传输模块通过M个并列的所述寄存器与M个所述基本运算单元PE的所述源A输入端分别相连，所述源A传输模块将所述矩阵A源数据依次发送给M个所述寄存器；

M个所述基本运算单元PE的所述源B输入端与M个串连设置的所述寄存器分别相连，所述源B传输模块将所述矩阵B源数据发送给第一个所述寄存器，所述矩阵B源数据在M个所述寄存器内按运算周期以层层递进方式传输。

7.根据权利要求1所述的适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构，其特征在于，所述运算模块包括乘法器(4)和加法器(5)，所述乘法器(4)通过所述加法器(5)与所述存储模块(6)相连，所述乘法器(4)接收所述输入传输模块(2)输入的源数据，进行乘法运算，并将乘积结果发送给所述加法器(5)；所述加法器(5)将所述乘法器(4)的乘积结果和从所述存储模块(6)读取的数据做加法运算，并将加法运算结果发送到所述存储模块(6)存储。

8.一种适用于大维度矩阵乘的链式乘法结构的运算方法，其特征在于，所述运算方法包括如下步骤：

步骤1、矩阵A源数据和矩阵B源数据以数据流方式分别输入乘法器(4)中进行乘法运算；

步骤2、乘法器(4)的输出结果和从运算存储器读取的数据一起送入加法器(5)中进行加法运算，实现乘加运算；

步骤3、加法器(5)所得的运算结果送入运算存储器进行存储；

重复步骤1～步骤3，直至源数据全部发送完成；

步骤4、一组矩阵运算完成后，基本运算单元PE内的运算存储器和传输存储器进行切换，输出传输模块(3)依次从每个基本运算单元PE内的传输存储器读取结果数据，并将其输出，传输期间可立即进行下一组矩阵运算；

步骤5：当新的矩阵数据输入时，返回步骤1执行下一组矩阵运算。