[实用新型]一种人工智能SOC处理器芯片

说明书

本实用新型公开了一种人工智能SOC处理器芯片，芯片采用主处理器加AI协处理单元的异构方式，使用4核SPARC LEON4，AI协处理单元由4核GPU单元和4核神经网络加速器构成，特别适合基于神经网络的模型软件运算，处理神经网络算法速度快，功耗低。

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，特别是一种人工智能SOC处理器芯片。

背景技术

人工智能是引领未来的战略性产业，是我国科技领域重要的发展战略，而AI芯片作为整个人工智能领域的关键技术环节，是我国人工智能产业的基础，是实现人工智能突破的重要关卡。人工智能在安防、物流、无人驾驶、医疗、教育等领域落地，带动AI芯片需求的快速增长。核心芯片将决定一个新的计算时代的基础架构和未来生态，因此，全球IT巨头都投巨资加速人工智能核心芯片的研发，旨在抢占新计算时代的战略制高点，掌控人工智能时代主导权。

深度学习与传统计算模式最大的区别就是不需要大规模逻辑编程，但需要海量并行计算，新的计算模式和人工智能时代新计算的强大需求，正在催生出新的专用计算芯片。

深度学习算法成熟、算力提升及大数据共同促进人工智能实现跨越式发展，人工智能应用层出不穷进一步推动算力需求的提升，而当下主流芯片CPU、GPU在处理神经网络算法时功耗较高，速度无法满足。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种人工智能SOC处理器芯片，处理神经网络算法速度快，功耗低，特别适合基于神经网络的模型软件运算。

一种人工智能SOC处理器芯片，包括

主处理器：使用4核SPARC LEON4；

AI协处理单元：用于完成神经网络运算，由4核GPU单元和4核神经网络加速器构成；

外设接口单元：用于满足图像处理的数据交互需求，包括高速接口和低速接口；

AMBA总线，用于连接芯片各功能单元，分别连接主处理器、AI协处理单元和外设接口单元。

进一步，所述神经网络加速器由512个乘累加器组成，可计算8位定点和16位浮点。

进一步，所述SPARC LEON4处理器，采用七级流水、分支预测机制，内置内存管理单元MMU和浮点运算单元FPU，支持对称多处理器SMP架构。

进一步，所述GPU单元负责浮点运算，可提供双精度、单精度和半精度浮点运算，每个GPU中有四个shader core，每个shader core又由Computing Instruction和EVISInstruction两部分组成。

进一步，所述AMBA总线包括AXI总线、AHB总线和APB总线，所述AXI总线和AHB总线通过AXI/AHB桥接单元进行连接，所述AHB总线和APB总线通过AHB/APB桥接单元进行连接。

进一步，所述主处理器和AI协处理单元分别连接至AXI总线。

进一步，所述高速接口包括PCIE 3.0接口、Rapid IO接口、Giga－Ethernet接口和USB 2.0接口，所述PCIE 3.0接口、Rapid IO接口、Giga－Ethernet接口和USB2.0接口分别连接至AXI总线。

进一步，所述低速接口包括MIPI接口、CAN接口、JTAP接口、1553B接口、GPIO接口、I2C接口、SPI接口和UART接口，所述MIPI接口、CAN接口和JTAP接口分别连接至AHB总线，所述TAP接口、1553B接口、GPIO接口、I2C接口、SPI接口和UART接口分别连接至APB总线。

进一步，还包括图形图像编解码单元，所述图形图像编解码单元连接至AXI总线。