[发明专利]一种细胞神经网络硬件架构的优化方法

摘要

本发明公开了一种细胞神经网络硬件架构的优化方法，该方法包括构建细胞神经网络硬件架构和对计算加速单元实现系统级、模块级和设计空间级优化设计；该架构由外部存储器、存储器接口控制器、片上输入缓存、片上输出缓存、计算加速单元和总线构成；计算加速单元包括若干依次连接的迭代单元，每个迭代单元包括若干并行运算模块；数据在计算加速单元中执行运算操作，运算结果写入片上输出缓存；整个细胞神经网络的运算操作通过迭代单元流水线完成；本发明通过系统级优化实现了细胞神经网络的并行计算，通过模块级优化充分利用了硬件的内存带宽并减少数据传输延时，通过设计空间级优化在有限硬件资源的情况下达到系统的最优计算性能。

主权项

1.一种细胞神经网络硬件架构的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)构建细胞神经网络硬件架构，该架构由外部存储器、存储器接口控制器、片上输入缓存、片上输出缓存、计算加速单元和总线构成；所述计算加速单元包括若干依次连接的迭代单元，每个迭代单元包括若干并行运算模块；数据从外部存储器通过存储器接口控制器和总线读入片上输入缓存，并在计算加速单元中执行运算操作，运算结果写入片上输出缓存，最终输出到外部存储器；整个细胞神经网络的运算操作通过迭代单元流水线完成；(2)对计算加速单元实现系统级优化设计，具体为：分块并行阵列：将输入图像分割成若干个容量为N的数据块，将每个数据块中的N个数据按照其空间排布顺序分配到一个迭代单元的N个并行运算模块中，并且所有运算模块在一个运行周期内完成运算；数据重用：当一个迭代单元中的并行运算模块在执行计算操作时，利用相邻运算模块的输入矩阵的数据共享关系对输入图像进行数据重用，减少迭代单元之间以及片上输入缓存的读写操作。