【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及類腦人工智能，尤其涉及一種面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、為了解決中央處理器（central?processing?unit，cpu）在進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理時(shí)存在的運(yùn)算效率低和能耗高的問題，現(xiàn)存在兩種發(fā)展路線：一是延用傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構(gòu)，主要以三種類型芯片為代表，包括圖形處理器（graphics?processing?unit，gpu）、可編程陣列邏輯（field?programmable?gate?array，fpga）及專用集成電路芯片（applicationspecific?integrated?circuit，asic）；二是采用人腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)芯片來提升計(jì)算能力，以完全擬人化為目標(biāo)，追求在芯片架構(gòu)上不斷接近人腦，這類芯片被稱為類腦計(jì)算芯片。
2、類腦計(jì)算芯片是人工智能芯片中的架構(gòu)之一。它模擬人腦進(jìn)行設(shè)計(jì)，相比于傳統(tǒng)芯片，在功耗和學(xué)習(xí)能力上具有更大優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)芯片都是依循馮·諾依曼架構(gòu)而設(shè)計(jì)的，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與計(jì)算在空間上分離，計(jì)算機(jī)每次進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需要在cpu和內(nèi)存這兩個(gè)區(qū)域往復(fù)調(diào)用，頻繁的數(shù)據(jù)交換導(dǎo)致處理海量信息效率很低。此外，芯片在工作時(shí)，大部分的電能將轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致功耗提高。類腦計(jì)算芯片，不同于傳統(tǒng)馮·諾依曼的存算分離特性，類腦計(jì)算芯片基于仿生的脈沖神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)信息的高效處理，具有低功耗和低延遲的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是打破“內(nèi)存墻”的潛在技術(shù)之一，其在對(duì)功耗、延遲敏感的邊緣計(jì)算領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和潛力。目前，歐盟、美國和瑞士等國家和組織已經(jīng)陸續(xù)開展了相關(guān)研究，并且發(fā)布了
3、類腦計(jì)算芯片的應(yīng)用涉及到從上位機(jī)開始到下位機(jī)類腦計(jì)算芯片這樣完整的數(shù)據(jù)通信過程。這些通信數(shù)包括上位機(jī)發(fā)起類腦計(jì)算芯片的運(yùn)行、復(fù)位等操作的配置信息和需要寫入對(duì)應(yīng)神經(jīng)元的數(shù)據(jù)、輸入的脈沖數(shù)據(jù)等等。其中涉及到兩部分的數(shù)據(jù)通信，一是從上位機(jī)至下位機(jī)類腦計(jì)算芯片的通信，二是類腦計(jì)算芯片內(nèi)部計(jì)算時(shí)的通信。類腦計(jì)算芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信在類腦計(jì)算芯片設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)確定。
4、對(duì)于上位機(jī)至下位機(jī)類腦計(jì)算芯片的數(shù)據(jù)通信，公開號(hào)為cn117973467a的專利技術(shù)申請(qǐng)中公開了一個(gè)面向超大規(guī)模類腦芯片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信方法，通過將配置和數(shù)據(jù)分別發(fā)送，采用總線控制信號(hào)控制數(shù)據(jù)傳輸方向，上位機(jī)和下位機(jī)之間通過用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（userdatagram?protocol，udp）進(jìn)行連接，下位機(jī)至類腦計(jì)算芯片之間通過通用異步收發(fā)器（universal?asynchronous?receiver/transmitter，uart）進(jìn)行通信。此方法上位機(jī)和下位機(jī)之間通過udp進(jìn)行傳輸，udp協(xié)議是不可靠的，并且使用數(shù)據(jù)選擇器來解決類腦計(jì)算芯片從硬件配置狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)串行通信無法正常建立的問題，但是引入數(shù)據(jù)選擇器會(huì)增加通信復(fù)雜性，增加系統(tǒng)延遲；另外該方法可擴(kuò)展性較差，不能滿足日益多樣的類腦計(jì)算芯片的通信需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的是提供一種面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行過程中存在的通信信號(hào)延遲、通信系統(tǒng)復(fù)雜及通信不可靠的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，實(shí)施例提供的一種面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的系統(tǒng)，其于應(yīng)用在類腦計(jì)算芯片通信數(shù)據(jù)調(diào)試及運(yùn)行中，所述系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)和下位機(jī)之間通過傳輸控制協(xié)議進(jìn)行連接，其中，上位機(jī)包括命令緩沖模塊，下位機(jī)包括命令解析模塊、發(fā)送模塊及接收模塊；
3、所述命令緩沖模塊用于存放上位機(jī)輸出的通信數(shù)據(jù)及多個(gè)命令頭，并通過傳輸控制協(xié)議將所有命令和通信數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機(jī)；
4、所述命令解析模塊用于依次對(duì)從上位機(jī)中獲取的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，根據(jù)上位機(jī)輸出的命令判斷命令的類型，并基于命令的類型執(zhí)行不同的操作，輸出解析后的數(shù)據(jù)；
5、所述發(fā)送模塊用于接收解析后的數(shù)據(jù)，并對(duì)解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以適配類腦計(jì)算芯片，再將基于發(fā)送模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至類腦計(jì)算芯片；
6、所述接收模塊用于接收類腦計(jì)算芯片的通信數(shù)據(jù)，并對(duì)類腦計(jì)算芯片計(jì)算后的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以適配命令解析模塊，再將基于接收模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至命令解析模塊。
7、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的命令頭包括讀命令、寫命令、脈沖輸入命令、運(yùn)行命令和復(fù)位命令；
8、所述讀命令用于上位機(jī)從類腦計(jì)算芯片目標(biāo)地址讀取通信數(shù)據(jù)；
9、所述寫命令用于上位機(jī)向類腦計(jì)算芯片目標(biāo)地址寫入通信數(shù)據(jù)；
10、所述脈沖輸入命令用于將脈沖信息輸入至類腦計(jì)算芯片的目標(biāo)核心；
11、所述運(yùn)行命令用于向類腦計(jì)算芯片發(fā)起運(yùn)行信號(hào)；
12、所述復(fù)位命令用于向類腦計(jì)算芯片發(fā)起復(fù)位信號(hào)。
13、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的命令頭是基于命令進(jìn)行編碼形成，一個(gè)命令頭編碼長度為32位表示為[31:0]，對(duì)編碼長度進(jìn)行劃分，劃分后的各位寬實(shí)行相應(yīng)的功能，所述位寬包括：[1:0]、[4:2]、[5]、[15:6]及[31:16]；
14、所述位寬[1:0]表示方向，用于選擇通信數(shù)據(jù)從哪個(gè)方向輸入至類腦計(jì)算芯片；
15、所述位寬[4:2]表示命令類型；
16、所述位寬[5]表示停止位，用于判斷是否停止上位機(jī)與下位機(jī)之間的連接；
17、所述位寬[15:6]表示保留位，用于保留命令；
18、所述位寬[31:16]表示微片計(jì)數(shù)，用于計(jì)算基于寫命令、讀命令和脈沖傳輸命令傳輸?shù)耐ㄐ艛?shù)據(jù)數(shù)量。
19、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的通過傳輸控制協(xié)議將所有命令和通信數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機(jī)，包括：基于傳輸控制協(xié)議，上位機(jī)將所有命令和通信數(shù)據(jù)輸入至命令緩沖模塊后與下位機(jī)建立一次連接，上位機(jī)和下位機(jī)連接后，上位機(jī)將所有命令和通信數(shù)據(jù)傳輸給下位機(jī)。
20、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的根據(jù)上位機(jī)輸出的命令判斷命令的類型，并基于命令的類型執(zhí)行不同的操作，包括：在下位機(jī)接受到上位機(jī)命令時(shí)，若為運(yùn)行命令或復(fù)位命令，下位機(jī)直接對(duì)類腦計(jì)算芯片發(fā)起運(yùn)行或復(fù)位請(qǐng)求；若為讀命令、寫命令或脈沖輸入命令，則基于命令解析模塊解析出通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈L度，并將通信數(shù)據(jù)發(fā)送至發(fā)送模塊進(jìn)行處理。
21、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的對(duì)解析后的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以適配類腦計(jì)算芯片模塊，包括：將解析后的通信數(shù)據(jù)暫存至先進(jìn)先出隊(duì)列中，基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列根據(jù)命令類型對(duì)解析后的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)送模塊將處理后的通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為類腦計(jì)算芯片接口能識(shí)別的通信數(shù)據(jù)。
22、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的對(duì)類腦計(jì)算芯片計(jì)算后的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以適配命令解析模塊，包括：將類腦計(jì)算芯片計(jì)算后的通信數(shù)據(jù)暫存至先進(jìn)先出隊(duì)列中，基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列根據(jù)命令類型對(duì)類腦計(jì)算本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的系統(tǒng)，其特征在于，其用于應(yīng)用在類腦計(jì)算芯片通信數(shù)據(jù)調(diào)試及運(yùn)行中，所述系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)和下位機(jī)之間通過傳輸控制協(xié)議進(jìn)行連接，其中，上位機(jī)包括命令緩沖模塊，下位機(jī)包括命令解析模塊、發(fā)送模塊及接收模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的系統(tǒng)，其特征在于，所述的命令頭包括讀命令、寫命令、脈沖輸入命令、運(yùn)行命令和復(fù)位命令；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的系統(tǒng)，其特征在于，所述的命令頭是基于命令進(jìn)行編碼形成，一個(gè)命令頭編碼長度為32位表示為[31:0]，對(duì)編碼長度進(jìn)行劃分，劃分后的各位寬實(shí)行相應(yīng)的功能，所述位寬包括：[1:0]、[4:2]、[5]、[15:6]及[31:16]；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向類腦計(jì)算芯片調(diào)試及運(yùn)行的系統(tǒng)，其特征在于，所述的通過傳輸控制協(xié)議將所有命令和通信數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機(jī)，包括：基于傳輸控制協(xié)議，上位機(jī)將所有命令和通信數(shù)據(jù)輸入至命令緩沖模塊后與下位機(jī)建立一次連接，上位機(jī)和下位機(jī)連接后，上位機(jī)將所有命令和通信數(shù)據(jù)傳輸給下位機(jī)。
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。