[发明专利]神经网络运算设备和方法

权利要求书

1.一种神经网络运算模块，其特征在于，包括：

映射单元，用于接收输入数据之后，对所述输入数据进行处理，以得到处理后的输入数据，所述输入数据包括至少一个输入神经元和至少一个权值，所述处理后的输入数据包括处理后的输入神经元和处理后的权值；

其中，所述映射单元包括：

第一稀疏处理单元，用于对第二输入数据进行处理，以得到第三输出数据和第二输出数据，并将所述第三输出数据传输至第一数据处理单元；

第一数据处理单元，用于根据所述第三输出数据对第一输入数据进行处理，以得到第一输出数据；

其中，当所述第一输入数据包括至少一个输入神经元，所述第二输入数据包括至少一个权值时，所述第一输出数据为处理后的输入神经元，所述第二输出数据为处理后的权值，所述第三输出数据为权值的连接关系数据；当所述第一输入数据包括至少一个权值，所述第二输入数据包括至少一个输入神经元时，所述第一输出数据为处理后的权值，所述第二输出数据为处理后的输入神经元，所述第三输出数据为输入神经元的连接关系数据；

或者，

所述映射单元包括：

第二稀疏处理单元，用于接收到第三输入数据后，根据所述第三输入数据得到第一连接关系数据，并将该第一连接关系数据传输至连接关系处理单元；

第三稀疏处理单元，用于接收到第四输入数据后，根据所述第四输入数据得到第二连接关系数据，并将该第二连接关系数据传输至所述连接关系处理单元；

所述连接关系处理单元，用于根据所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据，以得到第三连接关系数据，并将该第三连接关系数据传输至第二数据处理单元；

所述第二数据处理单元，用于在接收到所述第三输入数据，所述第四输入数据和所述第三连接关系数据后，根据所述第三连接关系数据对所述第三输入数据和所述第四输入数据进行处理，以得到第四输出数据和第五输出数据；

其中，当所述第三输入数据包括至少一个输入神经元，第四输入数据包括至少一个权值时，所述第一连接关系数据为输入神经元的连接关系数据，所述第二连接关系数据为权值的连接关系数据，所述第四输出数据为处理后的输入神经元，所述第五输出数据为处理后的权值；当所述第三输入数据包括至少一个权值，所述第四输入数据包括至少一个输入神经元时，所述第一连接关系数据为权值的连接关系数据，所述第二连接关系数据为输入神经元的连接关系数据，所述第四输出数据为处理后的权值，所述第五输出数据为处理后的输入神经元；

存储单元，用于存储所述处理后的输入神经元、处理后的权值、神经网络指令和运算结果；

指令控制单元，用于从指令缓存单元中获取所述神经网络指令，并将所述神经网络指令译码成运算单元执行的微指令；

所述运算单元，用于从所述第一输入缓存单元和所述第二输入缓存单元中获取所述处理后的输入神经元和所述处理后的权值后，根据所述微指令对所述处理后的输入神经元和所述处理后的权值进行人工神经网络运算，以得到所述运算结果；

输出缓存单元，用于缓存所述运算结果；

当所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据均以步长索引的形式表示，且表示所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据的字符串是按照物理地址由低到高的顺序存储时，所述连接关系处理单元具体用于：

将所述第一连接关系数据的字符串中的每一个元素与存储物理地址低于该元素存储的物理地址的元素进行累加，得到的新的元素组成第四连接关系数据；同理，对所述第二连接关系数据的字符串进行同样的处理，得到第五连接关系数据；

从所述第四连接关系数据的字符串和所述第五连接关系数据的字符串中，选取相同的元素，按照元素值从小到大的顺序排序，组成新的字符串；

将所述新的字符串中每一个元素与其相邻的且值小于该元素值的元素进行相减，得到的元素组成所述第三连接关系数据；

当所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据均以直接索引的形式表示时，所述连接关系处理单元具体用于：

对所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据进行与操作，以得到第三连接关系数据；

当所述第一连接关系数据与所述第二连接关系数据中任意一个以步长索引的形式表示，另一个以直接索引的形式表示时，所述连接关系处理单元具体用于：

若所述第一连接关系数据是以步长索引的形式表示，将所述第一连接关系数据转换成以直接索引的形式表示的连接关系数据；

若所述第二连接关系数据是以步长索引的形式表示，将所述第二连接关系数据转换成以直接索引的形式表示的连接关系数据；

对所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据进行与操作，以得到第三连接关系数据；

当所述第一连接关系数据与所述第二连接关系数据中任意一个以步长索引的形式表示，另一个以直接索引的形式表示，且表示所述第一连接关系数据和所述第二连接关系数据的字符串是按照物理地址由低到高的顺序存储时，所述连接关系处理单元还具体用于：

若所述第一连接关系数据是以步长索引的形式表示，将所述第二连接关系数据转换成以步长索引的形式表示的连接关系数据；

若所述第二连接关系数据是以步长索引的形式表示，将所述第一连接关系数据转换成以步长索引的形式表示的连接关系数据；

将所述第一连接关系数据的字符串中的每一个元素与存储物理地址低于该元素存储的物理地址的元素进行累加，得到的新的元素组成第四连接关系数据；同理，对所述第二连接关系数据的字符串进行同样的处理，得到第五连接关系数据；

从所述第四连接关系数据的字符串和所述第五连接关系数据的字符串中，选取相同的元素，按照元素值从小到大的顺序排序，组成新的字符串；

将所述新的字符串中每一个元素与其相邻的且值小于该元素值的元素进行相减，得到的元素组成所述第三连接关系数据。