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基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法、装置、电子设备制造方法及图纸

技术编号:43855507 阅读:13 留言:0更新日期:2024-12-31 18:45
本发明专利技术公开了一种基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法、装置、电子设备。其中,方法包括:获取第一浮点数据;将第一浮点数据量化为第一浮点数对应的DDFP数据结构,其中,DDFP数据结构包括第一缩放系数和第一整型数据;将第一整型数据进行CIM计算得到第二整型数据;根据第一缩放系数、第二整型数据和CIM的计算参数确定目标缩放系数;根据第二整型数据和目标缩放系数之积确定目标浮点数据。本发明专利技术的处理方法,提供了标准化的DDFP数据结构和处理流程,可以较好地兼容数字电路和模拟电路,实现便捷的整型数据与浮点数据之间的转换,且无需调用乘法器计算硬件,降低了能效,缩短了延时。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理,尤其涉及一种基于ddfp数据结构的cim数据处理方法、一种基于ddfp数据结构的cim数据处理装置、一种计算机可读存储介质和一种电子设备。


技术介绍

1、在使用cim(compute in memory,存算一体交叉阵列)设备进行计算时,由于cim设备采用dac(digital-to-analog converter,数字-模拟转换器件)和adc(analog-to-digital converter,模拟-数字转换器件)进行数据采集和量化,只能线性地表示计算数据,因此无法兼容浮点数格式的数据,而通常采用整型数据进行计算,并且会产生数据的缩放。这对于大部分回归类神经网络任务有极大的限制,因为这些网络通常需要采用浮点数据结构作为其中间数据流与最终输出。

2、相关技术通常是直接把cim计算得到的int(integer,整型)数据传输到cpu(central processing unit,中央处理器)或其他的外围电路中,然后进行int数据到fp(floating point,浮点数)数据的转换,此过程十分繁琐,缺乏标准化的数据结构和处理流程,且能耗开销大延时高。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的第一个目的在于提出一种基于ddfp数据结构的cim数据处理方法,获取第一浮点数据;将第一浮点数据量化为第一浮点数对应的ddfp数据结构,其中,ddfp数据结构包括第一缩放系数和第一整型数据;将第一整型数据进行cim计算得到第二整型数据;根据第一缩放系数、第二整型数据和cim的计算参数确定目标缩放系数;根据第二整型数据和目标缩放系数之积确定目标浮点数据。本专利技术的处理方法,提供了标准化的ddfp(dual-domain floatingpoint,双域浮点数)数据结构和处理流程,可以较好地兼容数字电路和模拟电路,实现便捷的整型数据与浮点数据之间的转换,且无需调用乘法器计算硬件,降低了能效,缩短了延时。

2、本专利技术的第二个目的在于提出一种基于ddfp数据结构的cim数据处理装置。

3、本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

4、本专利技术的第四个目的在于提出一种电子设备。

5、为达到上述目的,本专利技术第一方面实施例提出了一种基于ddfp数据结构的cim数据处理方法,处理方法包括:获取第一浮点数据;将第一浮点数据量化为第一浮点数对应的ddfp数据结构,其中,ddfp数据结构包括第一缩放系数和第一整型数据;将第一整型数据进行cim计算得到第二整型数据;根据第一缩放系数、第二整型数据和cim的计算参数确定目标缩放系数;根据第二整型数据和目标缩放系数之积确定目标浮点数据。

6、根据本专利技术的一个实施例,cim包括adc和dac,cim的计算参数包括:adc增益和dac增益,根据第一缩放系数、第二整型数据和cim的计算参数确定目标缩放系数,包括:分别获取读取校验时和cim计算时的adc增益和dac增益之积,记为第一增益积和第二增益积;根据第二增益积与第一增益积的比值确定第一缩放倍数;在第二整型数据需要重新缩放的情况下,根据第二整型数据的数值范围确定第二缩放倍数;根据第一缩放倍数、第二缩放倍数和第一缩放系数之积确定目标缩放系数。

7、根据本专利技术的一个实施例,上述处理方法还包括:对第一浮点数据进行量化处理,以得到第一整型数据。

8、根据本专利技术的一个实施例,上述处理方法还包括:根据第一整型数据和第一浮点数据确定第一缩放系数。

9、根据本专利技术的一个实施例,第一缩放系数包括第一符号、第一指数和第一尾数;第一整型数据包括第二符号和数值;第一浮点数据包括第三符号、第二指数和第二尾数。

10、根据本专利技术的一个实施例,第一指数与第二指数相同。

11、根据本专利技术的一个实施例,对第二尾数进行压缩,以获得第一尾数,且第一尾数的分辨率与第一整型数据的分辨率相同。

12、为达到上述目的,本专利技术第二方面实施例提出了一种基于ddfp数据结构的cim数据处理装置,装置包括:获取模块,获取第一浮点数据;量化模块,用于将第一浮点数据量化为第一浮点数对应的ddfp数据结构,其中,ddfp数据结构包括第一缩放系数和第一整型数据;计算模块,用于将第一整型数据进行cim计算得到第二整型数据;第一确定模块,根据第一缩放系数、第二整型数据和cim的计算参数确定目标缩放系数;第二确定模块,根据第二整型数据和目标缩放系数之积确定目标浮点数据。

13、为达到上述目的,本专利技术第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有基于ddfp数据结构的cim数据处理程序,该基于ddfp数据结构的cim数据处理程序被处理器执行时实现前述的基于ddfp数据结构的cim数据处理方法。

14、为达到上述目的,本专利技术第四方面实施例提出了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于ddfp数据结构的cim数据处理程序,处理器执行基于ddfp数据结构的cim数据处理程序时,实现前述的基于ddfp数据结构的cim数据处理方法。

15、根据本专利技术实施例的基于ddfp数据结构的cim数据处理方法、装置、电子设备,获取第一浮点数据;将第一浮点数据量化为第一浮点数对应的ddfp数据结构,其中,ddfp数据结构包括第一缩放系数和第一整型数据;将第一整型数据进行cim计算得到第二整型数据;根据第一缩放系数、第二整型数据和cim的计算参数确定目标缩放系数;根据第二整型数据和目标缩放系数之积确定目标浮点数据。本专利技术的处理方法,提供了标准化的ddfp数据结构和处理流程,可以较好地兼容数字电路和模拟电路,实现便捷的整型数据与浮点数据之间的转换,且无需调用乘法器计算硬件,降低了能效,缩短了延时。

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【技术保护点】

1.一种基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法,其特征在于,所述处理方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法,其特征在于,所述CIM包括ADC和DAC,所述CIM的计算参数包括:ADC增益和DAC增益,根据所述第一缩放系数、所述第二整型数据和所述CIM的计算参数确定目标缩放系数,包括:

3.根据权利要求1所述的基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法,其特征在于,所述方法还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

5.根据权利要求3所述的基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法,其特征在于,其中,

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一指数与所述第二指数相同。

7.根据权利要求5所述的基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法,其特征在于,对所述第二尾数进行压缩,以获得所述第一尾数,且所述第一尾数的分辨率与所述第一整型数据的分辨率相同。

8.一种基于DDFP数据结构的CIM数据处理装置,其特征在于,所述装置包括:

>9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有基于DDFP数据结构的CIM数据处理程序,该基于DDFP数据结构的CIM数据处理程序被处理器执行时实现根据权利要求1-7中任一项所述的基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法。

10.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于DDFP数据结构的CIM数据处理程序,所述处理器执行所述基于DDFP数据结构的CIM数据处理程序时,实现根据权利要求1-7中任一项所述的基于DDFP数据结构的CIM数据处理方法。

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【技术特征摘要】

1.一种基于ddfp数据结构的cim数据处理方法,其特征在于,所述处理方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于ddfp数据结构的cim数据处理方法,其特征在于,所述cim包括adc和dac,所述cim的计算参数包括:adc增益和dac增益,根据所述第一缩放系数、所述第二整型数据和所述cim的计算参数确定目标缩放系数,包括:

3.根据权利要求1所述的基于ddfp数据结构的cim数据处理方法,其特征在于,所述方法还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

5.根据权利要求3所述的基于ddfp数据结构的cim数据处理方法,其特征在于,其中,

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一指数与所述第二指数相同。

7.根据权利要求5所述的基于ddfp...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴华强王泽喻睿华高滨钱鹤唐建石
申请(专利权)人:上海清华国际创新中心
类型:发明
国别省市:

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