[发明专利]计算装置

权利要求书

1.一种计算装置，其特征在于，所述计算装置包括：存储器、寄存器单元、运算单元、控制单元和数据访问单元；其中，

存储器，用于存储计算神经元、权值和运算指令；

寄存器单元，用于存储运算指令的地址、输入数据的地址；

控制单元，用于提取运算指令，该运算指令对应的操作域，将该运算指令译码成执行指令，该执行指令用于控制运算单元执行运算操作，将该操作域传输至数据访问单元；

数据访问单元，用于提取该操作域对应的输入数据，并将该输入数据传输至映射单元；

运算单元，用于该执行指令调用运算单元的计算器对该计算神经元执行运算操作得到运算结果；

所述运算单元包括：一个主运算单元和多个从运算单元，互联模块连接所述主运算单元和多个从运算单元；所述互联模块为：树状结构、环状结构、网格状结构、分级互连或总线结构；

所述运算单元包括：预处理模块，用于对所述多个浮点数进行预处理，以使所述多个浮点数的指数位和符号位一致；

加法运算模块，用于对预处理后的多个浮点数相加，得到累加结果及该累加结果的待移位值，所述累加结果包括符号位、指数位和尾数位；

规格化处理模块，用于根据所述待移位值对所述累加结果的符号位、指数位和尾数位进行移位，得到规格化的累加结果；

所述浮点数包括符号位、指数位和尾数位。

2.根据权利要求1所述的计算装置，其特征在于，所述预处理模块包括：

比较选择模块，用于以二叉树的形式对所述多个浮点数的指数位进行两两比较，选择出最大的指数位；

计算移位模块，用于根据每个浮点数和具有最大指数位的浮点数的指数位的关系来求得每个浮点数需要进行逻辑移位的位数n，并对相应浮点数的尾数位进行逻辑移位，以使每一个浮点数的指数位均等于所述最大的指数位，同时，令每一个浮点数的符号位与指数位最大的浮点数的符号位一致，其中，浮点数在改变符号位时，对其尾数位取补码。

3.根据权利要求2所述的计算装置，其特征在于，所述计算移位模块求得逻辑移位的位数n，包括：

计算最大的指数位和待逻辑移位的浮点数的指数位的差值Δe；

若具有最大指数位的浮点数为规格化浮点数，而待逻辑移位的浮点数为非规格化浮点数，则令n＝Δe-1；否则，令n＝Δe。

4.根据权利要求3所述的计算装置，其特征在于，所述计算移位模块对浮点数的尾数位进行逻辑移位，包括：

在所述浮点数的尾数位的最高位前补上1位隐藏位，其中，对于规格化浮点数，隐藏位的值为1，对于非规格化浮点数，隐藏位的值为0；

在所述浮点数的尾数位的最低位后增加k个“0”，作为有效位；

对增加了有效位和隐藏位的尾数位右移n位，以舍弃尾数位最低的n位；

将移位后的尾数位的最低位作为粘滞位，将粘滞位与舍弃的n位进行“或”运算，用运算结果更新粘滞位，得到最终所需的浮点数的尾数位。

5.根据权利要求1所述的计算装置，其特征在于，所述加法运算模块包括：

华莱士树模块，用于采用华莱士树结构将所述多个浮点数相加，直至归约为两个数；

最终结果累加模块，用于将该两个数相加，得到第一累加结果，并将该两个数的反码相加，得到第二累加结果，根据第一累加结果的最高位，选择第一累加结果或者第二累加结果，作为所述累加结果；

前导零预测模块，用于对该两个数进行逻辑运算，确定所述累加结果第一个有效数字位的位置，以得到所述累加结果的待移位值。

6.根据权利要求5所述的计算装置，其特征在于，所述规格化处理模块根据所述待移位值对所述累加结果进行逻辑移位，以使所述累加结果的第一个有效数字位处于最高位，并对逻辑移位后的累加结果进行规格化，得到累加结果的符号位、指数位和尾数位。