[发明专利]一种自适应配置存算一体阵列SOC芯片及配置方法

权利要求书

1.一种自适应配置存算一体阵列SOC芯片，其特征在于，包括：存算一体阵列、阵列配置器和存算控制模块；

所述存算一体阵列包括若干存算一体子阵列；

所述阵列配置器包括地址译码单元和模式配置单元；地址译码单元，用于选中待设置工作模式的存算一体子阵列；模式配置单元，用于将选中存算一体子阵列配置成存储模式或计算模式；

所述存算控制模块，读取实际执行任务信息，结合配置方案计算出阵列存算功能具体占比，并发出配置指令。

2.根据权利要求1所述的一种自适应配置存算一体阵列SOC芯片，其特征在于，还包括：

总线，作为传送数据信息的公共通信干线；

存储器，用来存储程序和数据信息；

中央处理器，负责读取SOC芯片所有指令，对指令译码并执行指令，发出存取指令；

内存，暂时存放中央处理器中的运算数据，以及与外部存储器交换的数据；所述运算数据包括指令译码以及获取的操作数；

数模转换模块，输入端连接总线，输出端连接所述存算一体阵列，用于将总线上的运算数据转换为模拟信号并传输至所述存算一体阵列，所述存算一体阵列对于所述模拟信号进行模拟向量-矩阵乘法运算并输出运算结果；

模数转换模块，输入端连接所述存算一体阵列，输出端连接所述总线，用于将所述运算结果转换为数字信号并输至所述总线上。

3.根据权利要求2所述的一种自适应配置存算一体阵列SOC芯片，其特征在于，所述阵列配置器中的所述地址译码单元，连接所述存算一体阵列以及总线，通过总线接收存算控制模块发出的配置指令与中央处理器发出的存取指令，并选中需要工作在存储模式的存算一体子阵列；

所述阵列配置器中的所述模式配置单元，连接所述存算一体阵列以及总线，通过总线接收存算控制模块发出的配置指令，并输出配置阵列工作模式的电平信号，修改地址译码单元选中的存算一体子阵列为对应工作模式。

4.一种根据权利要求1所述的自适应配置存算一体阵列SOC芯片的配置方法，其特征在于，包括两种配置方案，其具体配置过程为：

S1：当SOC芯片未执行卷积运算时，执行配置方案一：

S11：在单位时间内，SOC芯片的存算控制模块读取计算指令与存取指令，记录计算指令数与存取指令数；

S12：依据存取指令数与计算指令数的比例获得计存比，计存比包括当前计存比与工作计存比；

S13：计算下一状态配置情况，当工作计存比与当前计存比的差值绝对值小于或等于10％，判断存算一体阵列配置情况无需更新，工作计存比不变；当工作计存比与当前计存比的差值绝对值大于10％，更新存算一体阵列配置情况，将工作计存比值更新为当前计存比；

S14：存算控制模块获取当前存算一体阵列配置情况，根据当前配置情况与下一状态配置情况输出配置指令一；

S2：当SOC芯片执行卷积神经网络的卷积运算时，执行配置方案二：

S21：存算控制模块读取卷积核行列大小，计算下一状态配置情况；当行列数相等时，则下一状态配置工作在计算模式的存算一体子阵列数为卷积核行数；

当行列数不相等时，下一状态配置工作在计算模式的存算一体子阵列数应为卷积核行数与列数中的最大值；

S22：存算控制模块获取当前存算一体阵列的配置情况，根据当前工作模式情况和下一状态配置情况，输出存算一体阵列的配置指令二。

5.根据权利要求4所述的一种自适应配置存算一体阵列SOC芯片配置方法，其特征在于，所述配置信息一包括应工作在计算模式的存算一体子阵列和应工作在存储模式的存算一体子阵列，其中工作在计算模式的存算一体子阵列数目占存算一体阵列数目的比例与工作计存比相同。

6.根据权利要求4所述的一种自适应配置存算一体阵列SOC芯片配置方法，其特征在于，配置信息二包括应工作在计算模式的存算一体子阵列和应工作在存储模式的存算一体子阵列，其中工作在计算模式的存算一体子阵列的数目与卷积核行数或列数相同，其余存算一体子阵列工作在存储模式；阵列配置器根据配置信息设置相应阵列工作在计算模式或存储模式。