[发明专利]一种基于FPGA实现的决策森林系统及决策森林推理方法

权利要求书

1.一种基于FPGA实现的决策森林系统，其特征在于，该系统包括：

基于FPGA的多个决策树子系统、异步FIFO模块和基于FPGA的多数投票法子系统；

各个决策树子系统之间相互独立且并行运行，每个决策树子系统包含：第一时钟控制器、路径回溯模块和分类模块；其中，

所述第一时钟控制器为同步时钟，用于控制路径回溯模块和分类模块；

所述路径回溯模块用于获取已训练的决策树中所有从叶节点到根节点的回溯路径，并得到待分类数据在该决策树中的分类路径，具体如下：

对单条路径中的结点相“与”，对相同分类类别的不同路径相“或”，得到该分类类别的分类路径；

所述分类模块用于根据所述路径回溯模块输出的分类路径，得到待分类数据在该决策树中的分类结果，并将分类结果传递给基于FPGA的多数投票法子系统；

所述异步FIFO模块用于对多个决策树子系统和多数投票法子系统之间的跨时钟域数据传输；

所述多数投票法子系统包含：第二时钟控制器、计数模块、类别数量比较器及投票结果输出模块；其中，

所述第二时钟控制器为同步时钟，用于控制计数模块、类别数量比较器及投票结果输出模块；

所述计数模块用于对各个分类模块得到的分类结果，按照类别进行计数；

所述类别数量比较器用于从计数模块得到的计数结果中找出数量最大值；

所述投票结果输出模块用于输出数量最大值所对应的分类类别。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，哪个分类路径对应的变量为“真”，即表示分类结果为该分类路径所对应的类别。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，第二时钟控制器的时钟频率≥第一时钟控制器的时钟频率。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，整个多数投票法子系统用流水线技术实现，若模块需要耗时N个时钟周期，则流水需要N级。

5.一种基于权利要求1至4任一项所述的决策森林系统的决策森林推理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.通过由决策树子系统构建的若干棵决策树，对待分类数据进行并行分类预测，得到若干个分类结果；

S2.经由多数投票法子系统中的流水线操作，得到若干棵决策树分类结果中数量最大值；

S3.将数量最大值对应的分类类别，作为整个决策森林系统的推理结果。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：

S21.通过异步FIFO模块缓存从决策树子系统中获取数据流，实现数据的跨时钟域传输；

S22.经计数模块对多棵决策树所得到的分类结果进行不同类别上的计数，采用多级流水；

S23.经类别数量比较器从计数模块得到的计数结果中找出数量最大值，采用多级流水。