[发明专利]一种面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法

权利要求书

1.一种面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将卷积层的权重W[OC][IC][KH][KW]展开成一个权重矩阵W[IC×KH×KW][OC]，每一行的所有权重都可以跟同一个输入并行相乘，输出按列并行得到，每一列上的输出是[IC×KH×KW]个权重分别与对应输入做乘累加得到的结果，即每一列都是一个卷积核，共有OC个卷积核；

步骤2、按忆阻器阵列的尺寸xbar_size对所述步骤1所得到的矩阵的行列进行分割，所得到的矩阵用P来表示，P中每一个元素都代表了一个大小的忆阻器阵列，P[i][j]表示第i行第j列忆阻器阵列所属的core ID；

步骤3、针对矩阵P完成映射。

2.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述多核忆阻器存算一体平台从顶至下分别Core级和Crossbar级。

3.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述多核忆阻器存算一体平台多个Core通过总线共享一块全局内存。

4.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述Core包括取指译码模块、载入模块、存储模块和计算模块。

5.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述Core包括数据存储器。

6.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述Core上的Crossbar单元和张量ALU是核心计算单元。

7.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述步骤3采用贪心策略。

8.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述卷积算子与Core外部存储器的通信开销为：

Target＝rd_factor(P)+sync_facotr(P)

其中，读写代价rd_factor(P)，是Core直接读写外部存储器获取输入数据产生的；同步代价sync_facotr(P)，是Core间通过外部存储器传递数据所产生的。

9.如权利要求1所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述卷积算子与Core外部存储器的通信开销为：

其中，卷积运算输入为特征图In，权重W，步长stride，输出特征图为Out[B][OC][OH][OW]；N为P矩阵列的数量，diffrow(core_i)表示core_i在矩阵P中位于不同行的元素数量，diffcol(core_i)表示core_i在矩阵P中位于不同列的元素数量；reuse(core_i，stride)表示在矩阵P中，卷积步长为stride时，输入数据可复用的忆阻器阵列数量，L为参与映射的核心数。

10.如权利要求8或9所述的面向多核忆阻器存算一体平台的卷积算子映射方法，其特征在于，所述步骤3，每个Core上具有X个忆阻器阵列，首先确定映射权重W所需的Core的数量K，然后将P阵列所有元素都初始化为K，即在逻辑上先将所有阵列分配给核心K，接着遍历整个矩阵P，计算将元素分配给当前待分配Core或相邻Core时的Target，选择最小的方案，对未分配的元素重复这一过程，直到分配给Core K的元素数量不大于X。