[发明专利]一种可重构的一维卷积处理器

摘要

本发明提供一种可重构的一维卷积处理器，包括输入控制模块、行存模块和可重构一维卷积模块；输入控制模块，用于控制行存模块输出不同行数的图像像素信号，控制可重构一维卷积模块的一维列向量阵列和一维行向量阵列的连接方式，动态配置卷积模板参数；行存模块，用于存储图像像素信息,接收图像信号，根据输入控制模块的控制信号动态改变输出的行数，同时输出相应行数的图像像素信号到可重构一维卷积模块；可重构一维卷积模块，根据行存模块输入的图像信号和输入控制模块的控制信号，改变卷积阵列的级联方式和卷积模板参数，完成不同模板的各种图像卷积运算，输出经过卷积运算处理的图像。本发明硬件资源消耗低、易于硬件实现，运算速度快。

主权项

一种可重构的一维卷积处理器，其特征在于：包括输入控制模块、行存模块和可重构一维卷积模块；可重构一维卷积模块连接输入控制模块和行存模块，输入控制模块连接行存模块；输入控制模块，用于通过控制信号控制行存模块输出不同行数的图像像素信号，通过控制信号控制可重构一维卷积模块的一维列向量阵列和一维行向量阵列的连接方式，通过控制信号动态配置卷积模板参数，以此实现多级级联、不同模板大小的图像卷积运算；行存模块，用于接收图像信号，存储图像像素信息，根据输入控制模块的控制信号动态改变输出的行数，行存模块同时输出相应行数的图像像素信号到可重构一维卷积模块；可重构一维卷积模块，根据行存模块输入的图像信号和输入控制模块的控制信号，改变卷积阵列的级联方式和卷积模板参数，完成不同模板大小的图像卷积运算，输出经过卷积运算处理的图像；所述可重构一维卷积模块包括若干6×1一维列向量卷积阵列和若干6×1一维行向量卷积阵列；6×1一维列向量卷积阵列包括6个第一2输入乘法器、2个第一3输入加法器和1个第一2输入加法器；列向量卷积阵列中的第一2输入乘法器的一个输入为一维列向量系数，另一个输入为图像行存模块输出或者为前一级卷积阵列输出，第一3输入加法器的输入为对应3个第一2输入乘法器的输出，第一2输入加法器的输入为对应两个第一3输入加法器的输出；6×1一维行向量卷积阵列包括6个第二2输入乘法器、2个第二3输入加法器和1个第二2输入加法器；行向量卷积阵列中的第二2输入乘法器的输入为一维卷积模板系数和同一级列向量阵列输出，第二3输入加法器的输入为对应3个第二2输入乘法器的输出，第二2输入加法器的输入为对应两个第二3输入加法器的输出；行存模块包括若干存储单元，存储单元存储图像像素值；输入控制模块、行存模块、可重构一维卷积模块共同连接一个寄存器组，所述寄存器组用于寄存输入控制模块、行存模块、可重构一维卷积模块的配置、运算控制和交互信息；所述可重构的一维卷积处理器由四个6×1一维列向量卷积阵列和四个6×1一维行向量卷积阵列采用串、并混合的连接方式构成；可重构的一维卷积处理器的硬件实现方法包括：(1)先列后行的方法：图像先与一维列向量进行一维卷积运算得到结果再与一维行向量进行卷积运算得到最终的卷积运算结果；(2)先行后列的方法：图像先与一维行向量进行一维卷积运算得到结果再与一维列向量进行卷积运算得到最终的卷积运算结果。