[发明专利]一种用于卷积神经网络的脉动阵列计算结构及方法

权利要求书

1.一种用于卷积神经网络的脉动阵列计算结构，其特征在于，包括脉动子阵列、暂存单元和累加模块；

X个Y×n×n大小的卷积核，Y个m×m大小的特征图，所述Y为输入数据通道个数，所述m＞n；

所述脉动子阵列，用于接收卷积核在特征图上滑动截取的一行特征图数据，与对应的权重数据相乘后累加；脉动子阵列的个数为n；

所述累加模块，用于累加同一输出特征图通道的脉动子阵列输出的数据，得到输出特征图数据；

所述暂存单元，用于接收一个脉动子阵列输送的特征图数据，暂存m-n+1周期后输送至与其相连的前一个脉动子阵列；

所述特征图数据为M11、M12、M13...M1m、M21..Mmm共m×m个数据，卷积核为N11、N12、N13...N1n、N21...Nnn共n×n个数据，其特征在于，用于特征图输送的时序为：

第一周期，外部存储单元输送特征图数据M11至第一脉动子阵列，输送特征图数据M21和M1(m-n+2)至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mn1和M(n-1)(m-n+2)至第n脉动子阵列；

第二周期，外部存储单元输送特征图数据M12至第一脉动子阵列，输送特征图数据M22和M1(m-n+3)至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mn2和M(n-1)(m-n+3)至第n脉动子阵列；第n脉动子阵列输送Mn1和M(n-1)(m-n+2)至第一个暂存模块，第n-1脉动子阵列输送M(n-1)1和M(n-2)(m-n+2)至第二个暂存模块，以此类推，第二脉动子阵列输送M21和M1(m-n+2)至第n-1个暂存模块；

第n-1周期，外部存储单元输送特征图数据M1(n-1)至第一脉动子阵列，输送特征图数据M2(n-1)和M1m至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mn(n-1)和M(n-1)m至第n脉动子阵列；第n脉动子阵列输送M(n-1)(n-2)和M(n-2)(m-1)至第一个暂存模块，第n-1脉动子阵列输送M(n-2)(n-2)和M(n-2)(m-1)至第二个暂存模块，以此类推，第二脉动子阵列输送M2(n-2)和M1(m-1)至第n-1个暂存模块；

第n周期，外部存储单元输送特征图数据M1n至第一脉动子阵列，输送特征图数据M2n至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mnn至第n脉动子阵列；第n脉动子阵列输送Mn(n-1)和M(n-1)m至第一个暂存模块，第n-1脉动子阵列输送M(n-1)(n-1)和M(n-2)m至第二个暂存模块，以此类推，第二脉动子阵列输送M2(n-1)和M1m至第n-1个暂存模块；

第n+1周期，外部存储单元输送特征图数据M1(n+1)至第一脉动子阵列，输送特征图数据M2(n+1)至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mn(n+1)至第n脉动子阵列；第n脉动子阵列输送Mnn至第一个暂存模块，第n-1脉动子阵列输送M(n-1)n至第二个暂存模块，以此类推，第二脉动子阵列输送M2n至第n-1个暂存模块；第一脉动子阵列送Mnn×Nnn+Mn(n-1)×Nn(n-1)+......+M11×N11至累加单元；第二脉动子阵列送M(n-1)n×N(n-1)n+M(n-1)(n-1)+N(n-1)(n-1)+......+M21×N21至累加单元，以此类推，第n脉动子阵列送M2n×N2n+M2(n-1)×N2(n-1)+......+Mn1×Nn1至累加单元；

第n+2周期，外部存储单元输送特征图数据M1(n+2)至第一脉动子阵列，输送特征图数据M2(n+2)至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mn(n+2)至第n脉动子阵列；第n脉动子阵列输送Mn(n+1)至第一个暂存模块，第n-1脉动子阵列输送M(n-1)(n+1)至第二个暂存模块，以此类推，第二脉动子阵列输送M2(n+1)至第n-1个暂存模块；

第m-n+1周期，外部存储单元输送特征图数据M1(n+2)至第一脉动子阵列，输送特征图数据M2(n+2)至第二脉动子阵列，以此类推，输送特征图数据Mn(n+2)至第n脉动子阵列；第一个暂存单元输送Mnn～Mn1至第n-1脉动子阵列，第二个暂存单元送M(n-1)n～M(n-1)1至第n-2脉动子阵列，以此类推，送M1n～M11至第1脉动子阵列。