[发明专利]一种矩阵计算器及基于该矩阵计算器的全连接层计算方法

权利要求书

1.一种矩阵计算器，包括H行W列乘累加单元，乘累加单元包括乘法器和累加器，其特征在于，在每行乘累加单元上设置一加法树和一行累加寄存器，该加法树用于计算该行乘累加单元当前计算结果的和，并将当前和累加到行累加寄存器；

矩阵计算器设置有第一控制电路，用于控制每行的加法树和行累加寄存器在结果矩阵仅有一行或一列时工作；矩阵计算器设置有第二控制电路，用于禁用乘累加单元中的累加器。

2.基于权利要求1所述的矩阵计算器的全连接层计算方法，其特征在于，通过H行W列乘累加单元计算一个M行N列矩阵与一个N行1列矩阵的乘积，其中M＞H、N＞W，包括以下步骤：

步骤1，通过第一控制电路控制所有行的加法树和行累加寄存器工作，通过第二控制电路禁用所有乘累加单元中的累加器；

步骤2，将左矩阵以H行为单位进行分块，每轮计算一个分块子矩阵与右矩阵的乘法结果，最多轮，完成整个矩阵乘法运算，每轮计算过程为：

步骤2.1，每轮向矩阵计算器送入H行左矩阵数据，每行数据从行方向送入对应行的乘累加单元中，每行N个数据分配在同行的W个乘累加单元上，每个乘累加单元最多分配个数据；

步骤2.2，与步骤2.1相对应的，每轮向矩阵计算器的每一行从列方向送入右矩阵的1列N个数据，N个数据分配在同行的W个乘累加单元上，每个乘累加单元最多分配个数据；

步骤2.3，每轮的每个周期，乘法累加器的行方向与列方向上均仅送入1个数据，每个周期内，矩阵计算器中的每个乘法累加器对行方向与列方向送入的数据进行乘法运算，然后加法树对同行乘法器的计算结果进行全加，并与行累加寄存器中的上一次累加结果进行求和，并将求和结果更新至行累加寄存器；最多经过个周期，得到一个分块子矩阵与右矩阵的乘法结果，乘法结果为一个H行1列的矩阵。

3.根据权利要求2所述的全连接层计算方法，其特征在于，若M为H的整数倍，N为W的整数倍，则每轮计算过程为，

向矩阵计算器的H行乘法器对应送入H行左矩阵数据，每行W个乘法器依次送入左矩阵对应行的第个数据、第个数据、第1行第个数据、……、个数据；

向矩阵计算器的H行乘法器对应送入1列右矩阵数据，每行W个乘法器依次送入右矩阵第1列第个数据、第个数据、第个数据、……、第个数据；

每个周期向每个乘法器送入1个数据，每轮每个乘法器接收个数据需个周期；每个周期，每个乘法器对行方向和列方向送入的数据进行乘法运算，然后加法树对同行乘法器的计算结果进行全加，并与行累加寄存器中的上一次累加结果进行求和，并将求和结果更新至行累加寄存器，经过个周期，每个行累加寄存器中存储的累加值即为左矩阵其中一行与右矩阵第1列相乘的结果。