[发明专利]一种幂函数计算装置及幂函数计算方法

说明书

本发明公开了一种幂函数计算装置及幂函数计算方法，其中，装置包括：输入电路，用于接收第一输入信息；存储电路，用于存储指定幂函数查找表；第一判断电路，连接输入电路，用于判断第一输入信息是否处于预设区间内；移位电路，连接第一判断电路，用于在第一输入信息未处于预设区间内时，利用第一移位值对第一输入信息进行移位得到第二信息，第二信息在预设区间内；运算电路，连接移位电路及存储电路，用于使用处于预设区间内的第一输入信息或第二信息在指定幂函数查找表中进行查找得到查表结果，并利用查表结果及幂函数的指数进行第一计算获取第一输入信息的幂函数值。用以在数字电路中实现特殊幂函数的计算，并且输出结果精度高。

技术领域

本发明涉及数字电路技术领域，具体涉及一种幂函数计算装置及幂函数计算方法。

背景技术

随着科技的进步，无论云计算、大数据还是人工智能，都将成为未来市场的主流，推动着人类的进步。这些领域在发展的同时会涉及到大量数据的处理，数据处理性能的优劣直接关系到它们的发展，而能效比和吞吐率作为数据处理性能的关键部分，尤为重要。基于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)的异构系统因具有较高的能效比和吞吐率而成为业界研究焦点之一。

在实际业务应用时，各种算子的硬件实现存在一定程度上的困难，特别是特殊幂函数在数字电路中的实现。一般实现幂函数的方案有平方根倒数速算法(Fast InverseSquare Root)。这种方法因其浮点特性及消耗较多乘法器，并且局限于幂函数中的n＝2的情形，并不能在数字电路中实现当n不等于2的特殊幂函数的计算。

发明内容

本发明提供一种幂函数计算装置及幂函数计算方法，用以在数字电路中实现特殊幂函数的计算，并且输出结果精度高。

为解决上述技术问题，本发明提供的第一个技术方案为：提供一种幂函数计算装置，包括：输入电路，用于接收第一输入信息；存储电路，用于存储指定幂函数查找表；第一判断电路，连接所述输入电路，用于判断所述第一输入信息是否处于预设区间内；移位电路，连接所述第一判断电路，用于在所述第一输入信息未处于所述预设区间内时，利用第一移位值对所述第一输入信息进行移位得到第二信息，所述第二信息在所述预设区间内；运算电路，连接所述移位电路及所述存储电路，用于使用处于所述预设区间内的所述第一输入信息或所述第二信息在指定幂函数查找表中进行查找得到查表结果，并利用所述查表结果及所述幂函数的指数进行第一计算获取所述第一输入信息的幂函数值。

其中，所述装置还包括：第二判断电路及数值转换电路；其中，所述第二判断电路连接所述输入电路及所述第一判断电路，用于判断所述第一输入信息是否为定点数值；数值转换电路，连接所述第二判断电路及所述第一判断电路，用于在所述第一输入信息不为定点数值时，利用第一定标值将所述第一输入信息转换为定点数值。

其中，所述存储电路用于存储经过第一压缩的第一查找表；或所述存储电路用于存储经过第二次压缩的第二查找表；其中，所述第二次压缩基于所述第一次压缩进行。

其中，所述存储电路用于存储预设区间内的多个组中的每组中的指定位置的采样点的指定函数值，以及其他所述采样点的指定幂函数值与所述指定位置的采样点的指定幂函数值的差值；其中，所述差值去除了与同组中其他差值共同的基数部分。

其中，所述存储电路用于存储每组中指定位置的所述采样点的原始数值，以及至少部分其他所述采样点的修正值，其中，所述修正值为相邻所述采样点的幂函数值得差值与颗粒度得差值，其中，所述颗粒度为所述组中所有采样点的平均差值的取整结果。

其中，所述幂函数的指数为大于等于-1的负数。

其中，所述运算电路包括乘法器及加法器，所述运算电路通过所述乘法器及所述加法器利用所述查表结果及所述幂函数的指数进行第一计算获取所述第一输入信息的幂函数值。