[发明专利]k簇残数系统及产生k簇残数系统的方法

说明书

一种k簇残数系统及产生k簇残数系统的方法，其中所述k簇残数系统包含处理器及存储器。处理器用以产生由p个互质整数组成的模集，借由取p个互质整数的乘积产生动态范围，产生动态范围内所有整数的多个列索引，产生动态范围内所有整数的多个行索引，及根据动态范围内所有整数、多个列索引及多个行索引产生查找表。存储器耦接于处理器，用以储存查找表。p个互质整数包含2。

技术领域

本发明涉及一种k簇残数系统，尤指一种能够执行补数转换、正负号检测、数值比较和除法的k簇残数系统。

背景技术

边缘人工智能计算是一个快速增长的领域，其将神经网络与物联网(Internet ofThings,IoT)加以结合，应用于电脑视觉、自然语言处理和自动驾驶汽车领域，并将浮点数量化为定点数，以执行推理操作。内部存储器架构是重要的边缘人工智能计算平台之一，其将存储器堆迭在以存储器为中心的神经运算(Memory Centric Neural Computing，MCNC)的逻辑电路之上。数据直接从堆迭的存储器上载到处理元件进行计算，如此避免从外部存储器上载数据以减少数据传输、降低延迟并加快了操作。使用残数系统(Residue NumberSystem，RNS)进一步提高了运算性能，其充分利用内部存储器来储存整数运算的数据。

残数系统是一种数字系统，其首先定义模集并通过模除法将数字转换为整数余数(也称为余数)，然后便可对余数进行算术运算(加法和乘法)。例如，当模集定义为(7,8,9)，动态范围会由模集的3个模数的乘积7×8×9＝504来定义。以数字13及17来说，这两个数字首先通过3个模数将数字转换为余数13→(6,5,4)和17→(3,1,8)，然后若要对13及17执行加法和乘法，只要对其余数执行加法和乘法即可，(6,5,4)+(3,1,8)＝(9,6,12)→(2,6,3)，等于30。(6,5,4)×(3,1,8)＝(18,5,32)→(4,5,5)，等于221。由于余数幅度小得多，因此只需要简单的逻辑即可进行平行计算。残数系统的缺点是缺乏补数转换、正负号检测、数值比较和除法等方面的支持，这些操作需要将余数转换回二进制数域才得以进行。

发明内容

实施例提供一种产生k簇残数系统的方法，包含产生由p个互质整数组成的一模集，借由取该p个互质整数的乘积产生一动态范围，产生该动态范围内所有整数的多个列索引，及产生该动态范围内所有整数的多个行索引。该p个互质整数包含2。

另一实施例提供一种k簇残数系统，包含一处理器及一存储器，该处理器用以产生由p个互质整数组成的一模集，借由取该p个互质整数的乘积产生一动态范围，产生该动态范围内所有整数的多个列索引，产生该动态范围内所有整数的多个行索引，及根据该动态范围内所有整数、该些列索引及该些行索引产生一查找表。该存储器耦接于该处理器，用以储存该查找表。该p个互质整数包含2。

在簇残数系统中，由于模集是由互质整数组成，并且每个整数是由列索引和行索引表示，因此可将用于储存查找表的存储器的空间最小化。由于在互质整数中，并被作为行索引的基础，因此可以轻易地执行补数转换和正负号检测。由于处理器可以对余数进行补数转换、正负号检测、数值比较和除法，因此簇残数系统大大减少了计算量，并提高了处理器的性能。当完成计算时，未知整数的列索引及行索引可以很容易地对照至检索动态范围内的整数。查找表可以扩展到残数系统/二进制转换，而不用使用中国剩余定理(ChineseRemainder Theorem,CRT)或混合基数转换(Mixed Radix Conversion,MRC)。因此，k簇残数系统可增强边缘人工智能(AI)计算的性能。k簇残数系统也可应用于其他讯号处理应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例的k簇残数系统的示意图。

图2是图1的查找表的示意图。

图3是图1的处理器的补数转换器的示意图。

图4是图1的处理器的正负号检测器的示意图。