[发明专利]一种FPGA上基于通道剪裁模式的自动探索系统和方法

权利要求书

1.一种FPGA上基于通道剪裁模式的自动探索系统，其特征在于，其部署在FPGA上确

定SSD模型最佳剪裁比例；其包括敏感度分析模块、模型加载模块、FPGM剪裁器、自动化控制模块、mAP综合评估模块和性能评估模块；

模型加载模块，用于加载未剪裁的全精度预训练模型；

FPGM剪裁器，用于对卷积层的卷积通道进行剪裁；

自动化控制模块，用于控制各个模块的自动化运行；

敏感度分析模块，用于对比例调整幅度x微调；

mAP综合评估模块，用于评估剪裁后模型的mAP；FPGA-EDA模块，用于测试微调剪裁后模型结构的功耗、延迟指标；

性能评估模块，用于评估剪裁后模型功耗、延迟指标和最终综合评估结果。

2.一种FPGA上基于通道剪裁模式的自动探索系统方法，其特征在于，其采用权利要求1所述的自动探索系统，系统部署在FPGA上确定SSD模型最佳剪裁比例；所述系统包括模型加载模块、FPGM剪裁器、mAP评估函数、敏感度分析模块、FPGA-EDA模块和性能评估模块；包括以下步骤：

1）在模型层数范围内确定SSD头部特征提取层以确定模型结构；

2）模型加载模块加载未剪裁的全精度预训练模型；

3）对需要进行剪裁的卷积层按一定剪裁比例p调用FPGM剪裁器依次对卷积通道进行剪裁；

4）在完成一次剪裁训练后，使用测试数据集对剪裁后的模型进行评估，记录下该比例下剪裁后模型的mAP；

5）敏感度分析模块针对于记录好的所有卷积层的剪裁比例以及对应评估得到的mAP，如果某一个剪裁率下该模型测试的mA下降，则取更小的剪裁比例作为该层的剪裁比例，并根据下降急剧程度对剪裁比例p进行幅度微调，即p=p+x，x为调整幅度；

6）测试微调剪裁比例得到的模型结构的模型压缩效果，通过mAP评估函数综合进行评估，获得mAP评估结果；

7）通过FPGA-EDA模块仿真测试微调剪裁后模型结构的功耗、延迟指标，反馈回性能评估模块评估，得到性能评估结果；

8）改变SSD头部特征提取层、改变模型结构重新进行试验，基于剪裁模型的mAP评估结果和性能评估结果获得最终综合评估结果：

，其中权重参数需要用户根据需求指定；

9）重复步骤2）-8）直至获得最优最终综合评估结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3）中，剪裁比例在0.01-0.99之间。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤5）中，调整幅度初始值=，由用户确定为定值，之后通过下式确定：

其中，下标old表示该值为上一循环的对应值，为用户指定的mAP阈值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤6）中，模型压缩的mAP评估结果通过下式获得：

，其中为该层权重参数，为该层所应用的剪裁率。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤7）中，性能评估结果如下：

其中权重参数₁、₂₃根据需求指定，为该层资源消耗， 表示该层权重参数；P表示模拟功耗，F表示运行频率。