一种基于基底查找表SVM的癫痫信号检测硬件加速电路的制作方法

技术特征：
1.一种基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于，包括：控制模块、核函数预处理模块、支持向量系数更新模块、支持向量误差更新模块、测试模块、第一存储器和第二存储器；控制模块通过状态转移发出enable信号，分别使能核函数预处理模块、支持向量系数更新模块、支持向量误差更新模块和测试模块；核函数预处理模块、支持向量系数更新模块、支持向量误差更新模块和测试模块计算完成后向控制模块发出end信号，用于控制模块的状态转移。2.根据权利要求1所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：核函数预处理模块对第一存储器读操作、读取支持向量x
i
和支持向量x
j
，计算核函数k(x
i
,x
j
)、初始化误差值和支持向量系数，并对第一存储器和第二存储器写操作。3.根据权利要求1所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：核函数预处理模块由输入的支持向量消耗5个时钟周期得到指数函数值；由于平方是正数，为了节省位宽，从第二个时钟周期开始的数据没有符号位，由4位整数位和12位小数位组成，并将输出作为指数函数电路的输入。4.根据权利要求3所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：指数函数电路由4个16
×
16的rom、3个位宽为16
×
16的乘法器，以及3个位宽截取的模块组成，通过确定基底x的范围和步长，用exp(x)映射得到基底对应的输出y的值，输出y乘2
12
转化为整数后，转化为16进制的数据储存在4个rom；位宽截取的模块保证最后两个相乘的二进制数位宽为16位，32位的二进制乘积截去最低位的12位小数位和最高位的4位整数位，截取16位二进制数。5.根据权利要求1所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：核函数预处理模块控制支持向量的读地址，计算并且储存训练样本i和j之间的核函数，对于x
i
和x
j
产生的核函数，储存地址的公式为：k_addr
ij
＝(i-1) j*(l-1)-j*(j 1)/2其中，k_addr
ij
是核函数储存地址，i是第一个选择的样本对应标签，j是第二个选择的样本对应标签。6.根据权利要求1所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：支持向量更新模块是从支持向量误差更新模块中输入最大、最小误差和对应的标签，对第一存储器、第二存储器进行读操作，对第二存储器进行写操作；通过逻辑运算更新向量系数α1和α2并写回第一存储器；将支持向量增加值δα
i1
和δα
i2
作为输出传递给支持向量误差更新模块。7.根据权利要求1所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：支持向量误差更新模块输入支持向量增加值δα
i1
和δα
i2
和对应标签i1和i2，对第一存储器、第二存储器进行读操作，对第一存储器进行写操作；更新每一个训练样本支持向量对应的误差应的误差更新最大、最小误差和对应的标签并且输出传递给支持向量更新模块，并且把i2的值传递给控制模块。8.根据权利要求7所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：支持向量误差更新模块输入δα
i1
、δα
i2
、i1、i2，通过计数器i的循环读出第二存储器和
第一存储器对应的地址，更新的误差写入第一存储器地址，每一个误差更新后，判断f
i
>f
up
和f
i
<f
low
是否为真，若为真，则替代对应的f
up
和f
low
并更新标签i
up
和i
low
，f
up
和f
low
为最大误差和最小误差。9.根据权利要求1所述的基于基底查找表svm的癫痫信号检测硬件加速电路，其特征在于：测试模块输入支持向量x
j
，从第一存储器中读出存储的支持向量系数α
i
、标签y
i
和支持向量x
i
，计算b为偏移值，循环读出第一存储器里的α
i
、y
i
、x
i
，x
i
与x
j
做核函数运算乘系数，并且根据标签y
i
用两路选择器判断正负性，之后累加，直到第一存储器的所有地址都完成搜索，然后减去偏移值并判断最高位符号，确定样本的分类。

技术总结
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种基于基底查找表SVM的癫痫信号检测硬件加速电路，包括控制模块、核函数预处理模块、支持向量系数更新模块、支持向量误差更新模块、测试模块、第一存储器和第二存储器；控制模块通过状态转移发出enable信号，分别使能核函数预处理模块、支持向量系数更新模块、支持向量误差更新模块和测试模块；计算完成后向控制模块发出end信号，用于控制模块的状态转移。本发明实现癫痫检测SVM分类器的硬件加速，由5个模块和2个RAM存储器组成，并且把基于基底查找表法计算指数函数电路应用于计算SVM分类的高斯核函数，使得计算消耗的时钟周期和资源都比较少，同时满足癫痫检测所需要的精度。同时满足癫痫检测所需要的精度。同时满足癫痫检测所需要的精度。


技术研发人员：张国和 范文锦 孙莉 高飞 霍文俊
受保护的技术使用者：江苏思远集成电路与智能技术研究院有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/31