[发明专利]一种卷积运算装置及其方法

权利要求书

1.一种卷积运算装置，包括转换单元结构，所述转换单元结构包括：第一寄存器组、第二寄存器组、乘法器、加法器、中间结果寄存器组，

其中，所述第一寄存器组和所述第二寄存器组被控制为，在第一回合计算过程中，对由它们所分别存储的第一矩阵和第二矩阵通过所述乘法器和加法器执行矩阵乘法，并将通过所述矩阵乘法得到的第一结果矩阵存储至所述中间结果寄存器组；并且

所述第二寄存器组和所述中间结果寄存器组被控制为，在第二回合计算过程中，对由它们所分别存储的第三矩阵以及所述第一结果矩阵通过所述乘法器和加法器执行矩阵乘法，并将通过所述矩阵乘法得到的第二结果矩阵存储至所述第一寄存器组；

其中，所述转换单元结构还包括：第一选通器、第二选通器、和第三选通器，

其中，所述第一寄存器组的输出通过所述第一选通器连接至所述乘法器的第一输入，所述第二寄存器组的输出连接至所述乘法器的第二输入，所述乘法器的输出连接至所述加法器的第一输入，所述加法器的输出连接至所述第二选通器的输入，所述第二选通器的输出分别连接至所述加法器的第二输入、所述中间结果寄存器、以及所述第一寄存器组，所述中间结果寄存器组的输出通过所述第三选通器连接至所述乘法器的第一输入；

所述第一选通器、第二选通器和第三选通器分别用于对与其相连的第一寄存器组、第二寄存器组和中间结果寄存器组中的数据输出进行选通，并且所述第一选通器与所述第三选通器的选通操作互斥；

其中，所述第二选通器为多路输出选择器，用于在所述转换单元结构针对一组数据执行计算时将来自所述加法器的数值提供给所述加法器，在第一回合计算过程中且所述转换单元结构完成了针对一组数据的计算时将来自所述加法器的数值提供给所述中间结果寄存器，在第二回合计算过程中且所述转换单元结构完成了针对一组数据的计算时将来自所述加法器的数值提供给第一中间结果寄存器；

其中，所述一组数据与当前执行卷积运算的矩阵中的一行或一列对应。

2.根据权利要求1所述的卷积运算装置，其中：

所述第一寄存器组，用于在输出数据时以n轮的方式提供数据，在每一轮中将其寄存器所存储的数据中的连续n×n项依照各项的顺序提供1次；

所述第二寄存器组，用于在输出数据时以n轮的方式提供数据，在每一轮中将其寄存器所存储的数据中的连续n项依照各项的顺序循环提供n次，并在执行下一轮前将寄存器所存储的数据移动n项；

所述中间结果寄存器组，用于在输出数据时以n轮的方式提供数据，在每一轮中将其寄存器所存储的数据中的连续n×n项依照各项的顺序提供1次；

所述乘法器，用于对来自所述第二寄存器组的1项数据以及由所述第一选通器所提供的1项数据或者由所述第三选通器所提供的1项数据执行乘法运算。

3.根据权利要求2所述的卷积运算装置，其中所述第一寄存器组和/或所述第二寄存器组和/或所述中间结果寄存器组，包括：

多个暂存器，用于暂时存储该寄存器组中寄存器所存储的数据中的连续m项数据；

针对所述多个暂存器的输入使能接口，用于接收控制所述多个暂存器载入该寄存器组中寄存器所存储的数据中的连续m项数据的输入使能控制信号；

针对所述多个暂存器的滑动使能接口，用于接收控制所述多个暂存器依照各项的顺序循环提供所述m项数据的滑动使能控制信号；

其中，对于所述第二寄存器组所述m等于n，对于所述第一寄 存器组和所述中间结果寄存器组所述m等于n×n。

4.根据权利要求1或2所述的卷积运算装置，其中所述转换单元结构包括：一个所述第二寄存器组，以及多套第一寄存器组、乘法器、加法器、中间结果寄存器组、第一选通器、第二选通器、和第三选通器的结构，所述一个所述第二寄存器组的输出分别连接至多套结构中每一套的乘法器的输入。