[发明专利]一种基于FPGA的文本生成装置、方法及电子设备

说明书

本发明涉及一种基于FPGA的文本生成装置、方法及电子设备。上述文本生成装置包括存储单元、数据读取单元、前向运算单元和反向传播单元；存储单元用于存储配套文件，配套文件包括初始权值矩阵文件、训练数据集文件和测试数据集文件；数据读取单元用于读取存储在存储单元中的配套文件，以提供给前向运算单元和反向传播单元，基于前向运算单元和反向传播单元进行的前向运算和反向传播，实现文本生成的训练和测试。本发明的上述基于FPGA的文本生成装置、方法及电子设备，运算速度快、功耗低，能够应用于嵌入式系统。

技术领域

本发明涉及自然语言处理技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的文本生成装置、方法及电子设备。

背景技术

文本生成是自然语言处理(Natural Language Processing，NLP)技术研究的热点领域，传统的文本生成方法多是通过使用tensorflow、caffe等软件平台实现RNN、LSTM，再使用CPU或GPU完成神经网络的运算。

然而，上述传统的文本生成方法的运算速度慢、实时性差，而且限制了其应用场景的拓展。

因此，针对以上不足，需要提供一种速度快、功耗低、可以应用于嵌入式系统的文本生成器。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有基于tensorflw、caffe等开源框架软件实现RNN的技术存在运算速度慢、功耗高、难以应用于嵌入式系统的问题，针对现有技术中的缺陷，提供一种基于FPGA的文本生成装置、方法及电子设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FPGA的文本生成装置，所述文本生成装置包括存储单元、数据读取单元、前向运算单元和反向传播单元；其中，所述存储单元用于存储配套文件，所述配套文件包括初始权值矩阵文件、训练数据集文件和测试数据集文件；所述数据读取单元用于读取存储在所述存储单元中的所述配套文件，以提供给所述前向运算单元和所述反向传播单元，基于所述前向运算单元和所述反向传播单元进行的前向运算和反向传播，实现文本生成的训练和测试。

进一步地，所述存储单元包括：寄存器模块，用于存储初始权值矩阵文件；ROM模块，用于存储所述训练数据集文件和所述测试数据集文件。

进一步地，所述前向运算单元采用流水线结构设计，用于实现矩阵的乘法、加法以及激活函数relu、softmax的运算，并将每一步运算的数据保存在所述寄存器模块中对应的寄存器中。

进一步地，所述反向传播单元采用流水线结构设计，用于实现矩阵的乘法、加法及减法，以将运算过程中的偏导数运算转换为矩阵的乘法、加法和减法运算。

本发明还提供了一种基于FPGA的文本生成方法，所述文本生成方法基于文本生成装置实现，所述文本生成装置包括存储单元、数据读取单元、前向运算单元和反向传播单元；所述文本生成方法包括：预先在所述存储单元中存储配套文件，所述配套文件包括初始权值矩阵文件、训练数据集文件和测试数据集文件；通过所述数据读取单元读取存储在所述存储单元中的所述配套文件，以提供给所述前向运算单元和所述反向传播单元，基于所述前向运算单元和所述反向传播单元进行的前向运算和反向传播，实现文本生成的训练和测试。

进一步地，将所述初始权值矩阵文件存储在寄存器模块中，将所述训练数据集文件和所述测试数据集文件存储在ROM模块中。

进一步地，所述前向运算单元采用流水线结构设计，实现矩阵的乘法、加法以及激活函数relu、softmax的运算，并将每一步运算的数据保存在所述寄存器模块中对应的寄存器中。

进一步地，所述反向传播单元采用流水线结构设计，实现矩阵的乘法、加法及减法，以将运算过程中的偏导数运算转换为矩阵的乘法、加法和减法运算。

本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上所述的文本生成装置。