[发明专利]一种softmax函数的硬件实现方法、模块、芯片和系统

权利要求书

1.一种softmax函数的硬件实现方法，其特征在于，对softmax函数进行函数变换，将softmax函数中的底数e换成2，形成E-to-2softmax函数；

通过比较器模块得到数据最大值，通过减法器模块对数据做差，通过数据分割模块分割数据，通过镜像数据查找模块在查找表中查找数据对应值，通过移位求和模块实现数据相乘和相加运算，通过数据转化模块对数据进行转换。

2.根据权利要求1所述的一种softmax函数的硬件实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将所有输入数据输入至比较器模块进行比较，选择出输入数据最大值；

步骤2：将输入数据和输入数据最大值输入减法器模块进行做差运算；

步骤3：将减法器模块计算数据发送至数据分割模块，将其分割成第一部分和第二部分；

步骤4：将数据分割模块分割的第二部分数据输入镜像查找模块进行查找计算后的值与第一部分数据一起输入移位求和模块，通过移位实现相乘运算，对所有移位数据结果求和；

步骤5：数据转化模块将移位求和模块输出的数据转化表现形式，转化后的数据在镜像查找模块查找得到对应值；

步骤6：将步骤5计算结果再通过数据分割模块分割，镜像查找模块查找及移位求和模块进行移位操作，计算得出E-to-2softmax函数的值。

3.根据权利要求2所述的一种softmax函数的硬件实现方法，其特征在于，所述步骤3中数据分割模块将数据分割为两个相乘的部分，第一部分数据的表现形式是以2为底，指数为负数整数，用2^负整数表示；第二部分数据的表现形式是以2为底，指数为正数小数，用2^小数表示，即2^{负整数+小数}＝2^负整数×2^小数。

4.根据权利要求3所述的一种softmax函数的硬件实现方法，其特征在于，将所述第二部分数据查表确认数值在移位求和模块向右移动负整数位数实现第一部分数据与第二部分数据相乘运算。

5.根据权利要求2所述的一种softmax函数的硬件实现方法，其特征在于，所述镜像查找模块以镜像的方式在查找表查找2^x和log₂x两个函数。

6.根据权利要求2所述的一种softmax函数的硬件实现方法，其特征在于，数据转换模块将数据转化为1.M×2^E的形式，E为整数，其中log₂^1.M通过镜像查找模块查表计算。

7.一种softmax函数的计算模块，其特征在于，使用如权利要求1-6任意一项所述的一种softmax函数的硬件实现方法，所述计算模块包括比较器模块、减法器模块、数据分割模块、镜像查找模块、移位求和模块和数据转化模块；

比较器模块用于计算输入数据最大值，减法器模块用于计算输入数据与输入数据最大值的差值，数据分割模块用于将数据分割，镜像数据查找模块用于在查找表中查找数据对应值，移位求和模块用于进行数据相乘和相加运算，数据转化模块用于对数据进行转换；

比较器模块的输出端与减法器模块的输入端连接，减法器模块的输出端连接数据分割模块的输入端，数据分割模块的输出端分别连接镜像查找模块的输入端和移位求和模块的输入端，镜像查找模块的输出端也连接移位求和模块的输入端，移位求和模块的输出端连接数据转化模块的输入端，数据转化模块的输出端也连接镜像查找模块的输入端。

8.根据权利要求7所述的一种softmax函数的计算模块，其特征在于，数据分割模块将数据分割为为两个相乘的部分，第一部分数据的表现形式是以2为底，指数为负数整数，用2^负整数表示；第二部分数据的表现形式是以2为底，指数为正数小数，用2^小数表示，即2^{负整数+小数}＝2^负整数×2^小数。