[发明专利]余弦距离计算单元、方法、加速单元和电子设备

权利要求书

1.一种余弦距离计算单元，用于计算第一归一化向量和第二归一化向量的余弦距离，包括2^L个乘法器、L个加法器层，其中第i加法器层包括2^L-i个第i加法器，其中1≤i≤L，L为正整数，每个乘法器接收所述第一归一化向量的一个向量元素和所述第二归一化向量中的相应向量元素作为输入；所述2^L个乘法器中每两个乘法器分为一组，对应于一个第一加法器，该组中的两个乘法器的输出作为该第一加法器的输入；对于第1至第L-1加法器层中的第i加法器层，每两个第i加法器分为一组，对应于第i+1加法器层中的一个第i+1加法器，该组中的两个第i加法器的输出作为该第i+1加法器的输入；所述余弦距离根据第L加法器层的输出确定。

2.根据权利要求1所述的余弦距离计算单元，还包括第一归一化向量缓存单元、第二归一化向量缓存单元和累加器，其中，所述第一归一化向量缓存单元用于缓存所述第一归一化向量，所述第二归一化向量缓存单元用于缓存所述第二归一化向量；所述第一归一化向量和所述第二归一化向量各自具有M个向量元素，每个向量元素为2^N位，所述第一归一化向量缓存单元和所述第二归一化向量缓存单元各自的数据通道位宽为2^P；第L加法器的输出作为所述累加器的输入，所述累加器将连续K个时钟周期接收到的输入累加，作为所述第一归一化向量和第二归一化向量的余弦距离的计算结果，其中，K＝roundup(M/min(2^P-N,2^L))，roundup()是向上取整函数。

3.根据权利要求2所述的余弦距离计算单元，其中，N从包括k个递增的正整数N₁～N_k的集合中选择；

所述2^L个乘法器中包括至少个具有位输入端的乘法器；

所述2^L个乘法器中包括至少个具有位输入端的乘法器，其中，1≤i≤k-1。

4.根据权利要求3所述的余弦距离计算单元，其中，在N＝N_i时，输入端位数大于或等于位的乘法器的位被用于输入向量元素，其中，输入端的位数大于位的乘法器的后位被用于输入向量元素，前面的位为符号位。

5.根据权利要求4所述的余弦距离计算单元，其中，如果输入的向量元素为正数，所述符号位为全0；如果输入的向量元素为负数，所述符号位为全1。

6.一种加速单元，包括：

根据权利要求1-5中任一个所述的余弦距离计算单元；

控制器，用于控制所述余弦距离计算单元工作。

7.根据权利要求6所述的加速单元，还包括：

标准化接口，接受所述控制器的控制，能够获取不同存储格式的所述第二归一化向量。

8.根据权利要求6所述的加速单元，还包括：

余弦距离排序单元，用于对所述余弦距离计算单元分别针对第一归一化向量和多个第二归一化向量确定的余弦距离进行排序。

9.根据权利要求8所述的加速单元，其中，所述余弦距离排序单元包括至少两个串联的缓存单元，每个缓存单元包括缓存空间和比较器，所述缓存空间至少用于缓存一个余弦距离和对应的第二归一化向量的标识，所述比较器用于按照预定规则，比较所述缓存单元接收到的余弦距离与所述缓存空间缓存的余弦距离的大小关系，将符合预定规则的余弦距离及对应的第二归一化向量的标识保留在所述缓存空间，将不符合预定规则的余弦距离及对应的第二归一化向量的标识挤出所述缓存单元并传输给串联的下一个缓存单元。

10.根据权利要求9所述的加速单元，其中，所述预定规则包括：所述缓存单元接收到的余弦距离与所述缓存空间缓存的余弦距离中较大的一个余弦距离。