一种大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法及装置与流程

技术特征：
1.一种大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，包括：步骤s1：根据待处理矩阵的操作类型，接收外部输入信号，判断矩阵运算模式：当运算模式是矩阵加、矩阵减时，转入执行步骤s3，当运行模式是矩阵乘、矩阵-向量乘、矩阵-标量乘时，转入执行步骤s2；步骤s2：初始化片上ram为零，转入执行步骤s4；步骤s3：通过ram通道加载数据源c到片上ram中，转入执行步骤s4；步骤s4：通过ram通道预加载部分数据流a，而后边计算边加载数据流a和数据流b；步骤s5：计算完后，将计算结果传输到片外存储器。2.根据权利要求1所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，所述矩阵乘是指矩阵a和矩阵b的乘积，即实现c
m
×
n
＝a
m
×
k
×
b
k
×
n
c
m
×
n
，其中，数据流a、数据流b为输入数据流,数据流c在片上直接初始化为零。3.根据权利要求1所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，所述矩阵加、矩阵减是指矩阵a和矩阵c的相加、相减，即实现c
m
×
k
＝a
m
×
k
×
i
k
×
k
±
c
m
×
k
，其中，数据流a、数据流c为输入数据流,数据流b为引入的单位矩阵i，直接在片上由一个计数器产生。4.根据权利要求1所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，所述矩阵-向量乘是指矩阵a和向量b的乘积，即实现c
m
×1＝a
m
×
k
×
b
k
×1 c
m
×1，其中，数据流a、数据流b为输入数据流,数据流c在片上直接初始化为零。5.根据权利要求1所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，所述矩阵-标量乘是指矩阵a和标量b的乘积，即实现c
m
×
k
＝a
m
×
k
×
b，其中，数据流a、数据流b为输入数据流,数据流c在片上直接初始化为零。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，所述数据源包括数据源a、数据源b、数据源c，其中，数据源a指矩阵a，数据源b指矩阵b、向量b或标量b，数据源c指片上存储的参与累加矩阵或向量。7.根据权利要求1-5中任意一项所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，其特征在于，采用分块矩阵方法，包括：在步骤s1之前，根据待处理矩阵规模计算分块大小,而后逐一对子块进行操作；在步骤s5之后，继续进行下一个子矩阵块的计算，即重复步骤s2-s5，直至所有子块计算完成。8.一种大规模多运算浮点矩阵计算加速装置，其特征在于，包括：预处理模块，用于将矩阵、向量分块，并根据待处理矩阵的操作类型，接收外部输入信号，判断矩阵运算模式：当运算模式是矩阵加、矩阵减时，通过ram通道加载数据源c到片上ram中；当运行模式是矩阵乘、矩阵-向量乘、矩阵-标量乘时，初始化片上ram为零，通过ram通道预加载部分数据流a，而后边计算边加载数据流a和数据流b；数据传输控制模块，用于加载各数据源及返回数据计算结果；矩阵计算加速单元模块，为若干个完全相同的基本计算单元pe组成的线性阵列结构，用于实现矩阵运算操作。9.根据权利要求8所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速装置，其特征在于，所述基本计算单元pe包括一个浮点计算部件、两个寄存器、一个fifo和一个双端口ram。10.根据权利要求8所述的大规模多运算浮点矩阵计算加速装置，其特征在于，所述浮
点计算部件是符合ieee 754标准的ip核，集成了乘加操作或乘减操作，具体计算时根据外部操作模式信号。

技术总结
本发明公开了一种大规模多运算浮点矩阵计算加速实现方法，该方法包括：步骤S1：根据待处理矩阵的操作类型，接收外部输入信号，判断矩阵运算模式：当运算模式是矩阵加、矩阵减时，转入执行步骤S3，当运行模式是矩阵乘、矩阵-向量乘、矩阵-标量乘时，转入执行步骤S2；步骤S2：初始化片上RAM为零，转入执行步骤S4；步骤S3：通过RAM通道加载数据源C到片上RAM中，转入执行步骤S4；步骤S4：通过RAM通道预加载部分数据流A，而后边计算边加载数据流A和数据流B；步骤S5：计算完后，将计算结果传输到片外存储器。该装置用来实施上述方法。本发明具有低存储需求、高计算效率、复用度高、适用范围广等优点。适用范围广等优点。适用范围广等优点。


技术研发人员：彭元喜 张龙龙 郭阳 扈啸 黄啊慧 粟毅 张世亮 田甜 李岩
受保护的技术使用者：北京动力机械研究所
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/3/21