一种基于FPGA的SVPWM硬件架构及其计算速度优化 被引量：1

1

作者 刘德平 辛云川 刘子旭 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期96-102,共7页

为了提高七段式两电平SVPWM算法的调制速度并减少逻辑资源的使用量,提出了一种基于FPGA的SVPWM硬件架构。在该硬件架构输入参考电压后,首先,进行基于Clarke逆变换的坐标变换,通过一系列加法运算构建出含有三相占空比的3组中间变量,同时... 为了提高七段式两电平SVPWM算法的调制速度并减少逻辑资源的使用量,提出了一种基于FPGA的SVPWM硬件架构。在该硬件架构输入参考电压后,首先,进行基于Clarke逆变换的坐标变换,通过一系列加法运算构建出含有三相占空比的3组中间变量,同时通过2个异或运算从上述硬件布线中得到简化后的2 bit扇区判断条件;然后,根据简化后的2 bit扇区判断条件从以上3组中间变量中筛选出三相占空比,并进行钳位保护,按照自然采样法输出PWM。以上过程形成一个整体,在FPGA中只需3次触发,便能在2个时钟周期内完成从参考电压输入到三相PWM输出的整个过程,有效提高了计算速度。此外,还给出了该硬件架构在不同的FPGA平台下的资源使用情况,与其他方法相比,LUT使用量由至少500个缩减至300个左右,逻辑资源使用量降低。通过仿真与实物试验,验证了所提硬件架构的有效性。 展开更多

关键词 SVPWM 硬件架构 Clarke逆变换 FPGA 计算速度优化

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基于硬件架构的RDIU协议转换器设计

2

作者 金志威 王泽彬 王鹏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第8期30-38,108,共10页

远程数据接口单元(RDIU)在飞机中负责完成协议转换工作,使远端传感器和作动器等多种协议的子系统连接到飞机主干网络,形成混杂机载网络构型。已有的RDIU协议转换技术存在参与转换的协议不全面、转换周期较长、数据实时性差等问题。文中... 远程数据接口单元(RDIU)在飞机中负责完成协议转换工作,使远端传感器和作动器等多种协议的子系统连接到飞机主干网络,形成混杂机载网络构型。已有的RDIU协议转换技术存在参与转换的协议不全面、转换周期较长、数据实时性差等问题。文中针对远程数据设备使用的UART、ARINC429、ARINC825总线协议与飞机全局数据AFDX总线协议提出了协议转换原理,完成了协议转换的硬件架构设计并使用硬件描述语言Verilog HDL完成了详细设计。仿真测试结果表明:文中设计可以正确完成多种协议的转换工作,硬件架构的实现提高了数据处理效率。 展开更多

关键词 RDIU 协议转换 混杂机载网络 硬件架构

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高性能并行比特变换运动估计硬件架构设计 被引量：5

3

作者 陈运必 郭立 +1 位作者 李正东 池凌鸿 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期717-722,共6页

为了满足便携式实时全高清视频的处理要求,该文基于1维源像素线性阵列,提出一种新的多宏块并行比特变换运动估计结构,克服以往2维阵列消耗资源较多且延时大的不足。该文结构易于并行扩展且更为节约资源,进一步还针对脉动胞元和数据存储... 为了满足便携式实时全高清视频的处理要求,该文基于1维源像素线性阵列,提出一种新的多宏块并行比特变换运动估计结构,克服以往2维阵列消耗资源较多且延时大的不足。该文结构易于并行扩展且更为节约资源,进一步还针对脉动胞元和数据存储器这两个系统瓶颈进行优化设计。FPGA实现结果表明,与同类设计相比,该文设计在面积和速度上均有改善,LUTs资源节约43%,DFFs资源节约25%,BRAMs数目节约75%,性能提升32%。 展开更多

关键词 运动估计 比特变换 硬件架构 并行处理 脉动阵列

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软硬件架构相协调的智能喷油器驱动研究 被引量：3

4

作者 朱仲文 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期86-92,共7页

借助英飞凌公司TC1766单片机的分层体系架构和丰富的外围模块,提出了软硬件架构相协调的智能喷油器驱动方案。详细描述了新方案的软件架构与硬件架构,并以该模块为核心开发出高压共轨柴油机控制器。发动机试验表明:智能喷油器驱动方案... 借助英飞凌公司TC1766单片机的分层体系架构和丰富的外围模块,提出了软硬件架构相协调的智能喷油器驱动方案。详细描述了新方案的软件架构与硬件架构,并以该模块为核心开发出高压共轨柴油机控制器。发动机试验表明:智能喷油器驱动方案具有匹配喷油器灵活性强、性价比高、驱动电流自抗扰稳定等优点,并可以满足燃油系统多次喷射对喷油器驱动模块的要求。 展开更多

关键词 内燃机 喷油器驱动 软件架构 硬件架构 电流反馈 高压共轨燃油系统

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高采样频率位移测量系统硬件架构设计 被引量：2

5

作者 周航汛 熊显名 +1 位作者 张文涛 谢仁飚 《现代电子技术》 北大核心 2020年第22期10-14,共5页

在高端光刻机中,光栅尺掩模台位移测量系统拥有较复杂的运算模型,而且要求测量系统硬件架构能满足20 kHz高采样频率的需求。通过对国内运动台位移测量系统硬件架构进行对比研究,提出一种兼容以往软件架构的基于多核DSP运算板卡的光栅尺... 在高端光刻机中,光栅尺掩模台位移测量系统拥有较复杂的运算模型,而且要求测量系统硬件架构能满足20 kHz高采样频率的需求。通过对国内运动台位移测量系统硬件架构进行对比研究,提出一种兼容以往软件架构的基于多核DSP运算板卡的光栅尺掩模台位移测量系统硬件架构,使用多核DSP内核间共享内存通信的机制,取代运算板卡间数据总线通信的机制,同时由板内PCIe总线互联片上多核DSP与FPGA。搭建硬件在环仿真平台进行实验,实验结果表明,系统获取原始数据、进行模型运算以及发送位置数据的总体性能提升百分比约为136%,保证模型运算精度的同时,满足20 kHz采样频率的要求。 展开更多

关键词 位移测量 硬件架构设计 采样频率 多核DSP 光栅尺掩模台 仿真平台搭建

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基于OpenVPX标准的异构融合处理模块软硬件协同设计研究 被引量：1

6

作者 文敏华 石添介 田径 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第3期103-108,共6页

随着计算机软硬件技术的持续进步,机载计算平台集成的任务功能日益增多,导致平台内部的计算需求在规模和复杂性上不断攀升。面对智能化应用的迅猛增长,传统的单一处理器架构已不足以应对多样化的复杂任务。为此,基于OpenVPX标准,定义并... 随着计算机软硬件技术的持续进步,机载计算平台集成的任务功能日益增多,导致平台内部的计算需求在规模和复杂性上不断攀升。面对智能化应用的迅猛增长,传统的单一处理器架构已不足以应对多样化的复杂任务。为此,基于OpenVPX标准,定义并设计了一种符合硬件开放式架构的3U异构融合处理模块,以适应多种复杂任务的需求。文中还提出了一种异构计算资源池化技术,旨在实现多类型任务应用的快速部署和高效运行,同时降低通信延迟,显著提升计算平台的处理能力和适用性。最后进行了实验验证,结果表明与多CPU架构相比,文中所设计的异构融合处理模块在执行特定神经网络算法时,处理时间缩短了约4.8倍,证明了其在性能上的显著提升。该研究成果不仅展示了异构融合处理模块在机载智能计算应用中的显著性能优势,而且为航空计算平台的未来发展提供了创新的解决方案和技术支持。 展开更多

关键词 机载计算平台 OpenVPX 硬件开放式架构 异构融合处理 资源池化

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草方格沙障铺设车控制系统设计

7

作者 常同立 王文健 许慧迎 《林业机械与木工设备》 2025年第1期52-58,共7页

为提高草方格沙障铺设车自动化水平,降低人工劳动强度,提高工作效率,设计电子控制方法对机械机构进行控制。首先介绍铺设车作业流程,以西门子1200系列PLC作为控制核心设计控制方法,其次根据工作环境特点完成硬件选择和整体架构,并绘制... 为提高草方格沙障铺设车自动化水平,降低人工劳动强度,提高工作效率,设计电子控制方法对机械机构进行控制。首先介绍铺设车作业流程,以西门子1200系列PLC作为控制核心设计控制方法,其次根据工作环境特点完成硬件选择和整体架构,并绘制控制系统接线原理图,然后根据工作需求对控制程序进行编写与仿真调试,最后对HMI进行组态。通过控制程序在Protal软件中的仿真运行,验证其能满足预期控制功能要求。 展开更多

关键词 草方格沙障铺设 PLC 硬件架构 软件设计

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DTMB系统全模式信道估计及硬件实现 被引量：4

8

作者 潘安 陈赟 +2 位作者 陈媛 巫建明 曾晓洋 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期256-259,共4页

提出一种应用于全模式DTMB解调器的信道估计及均衡实现方案。该方案利用DTMB系统帧结构中的PN序列,可以同时支持3种帧头模式及单多载波2种传输模式的信道估计及均衡。为易于硬件实现,对迭代干扰消除进行简化处理,并对信道均衡及信道冲... 提出一种应用于全模式DTMB解调器的信道估计及均衡实现方案。该方案利用DTMB系统帧结构中的PN序列,可以同时支持3种帧头模式及单多载波2种传输模式的信道估计及均衡。为易于硬件实现,对迭代干扰消除进行简化处理,并对信道均衡及信道冲击响应的滤波进行优化。给出一种硬件实现架构,兼顾性能和复杂度。仿真结果表明,简化后的算法几乎没有造成性能损失。 展开更多

关键词 DTMB系统 PN序列 信道估计 全模式 硬件架构

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一种用于矩阵求逆的原位替换算法及硬件实现 被引量：4

9

作者 张多利 蒋雯 +2 位作者 叶紫燕 宋宇鲲 汪健 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期75-80,共6页

对于数字信号处理、无线通信技术等数值计算领域中大量的矩阵求逆运算,采用传统的求逆算法,如伴随矩阵法、高斯消去法等,计算量庞大、过程复杂,且存储空间需求大、并行性低,硬件实现计算加速效率不高。文章提出一种原位替换矩阵求逆算法... 对于数字信号处理、无线通信技术等数值计算领域中大量的矩阵求逆运算,采用传统的求逆算法,如伴随矩阵法、高斯消去法等,计算量庞大、过程复杂,且存储空间需求大、并行性低,硬件实现计算加速效率不高。文章提出一种原位替换矩阵求逆算法,针对算法设计地址控制和硬件架构,在Xilinx公司的Virtex7现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)中进行了硬件实现,验证了所设计的硬件架构在原存储空间内,能够并行高效地完成2^n阶单精度实数矩阵求逆运算,结果精度能达到10^-6。与基于Cholesky分解的矩阵求逆方法相比,该算法能取得近10倍的加速比;其并行性高,占用的存储和硬件资源少,具有较高的性能。 展开更多

关键词 矩阵求逆 原位替换 硬件架构 并行计算 存储资源

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多维光学信息图像采集系统设计

10

作者 史名阳 彭元龙 +4 位作者 吴天麒 季燕铭 牛佳宁 郑锦坤 曹丹华 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第8期64-67,95,共5页

为提升输电线路监拍巡检的准确性与效率,设计了一种集成彩色、偏振、红外光学信息的多维光学信息图像采集系统。系统采用异构硬件架构,以单片机作为主控,Jetson Nano作为应用处理单元,实现了多相机系统的同步采集控制。利用ARM NEON技... 为提升输电线路监拍巡检的准确性与效率,设计了一种集成彩色、偏振、红外光学信息的多维光学信息图像采集系统。系统采用异构硬件架构,以单片机作为主控,Jetson Nano作为应用处理单元,实现了多相机系统的同步采集控制。利用ARM NEON技术对偏振图像算法进行优化加速,系统能够高效采集、存储、压缩和传输多维光学信息。实验测试表明:该系统在保持较低待机功耗的同时,能够有效地实现彩色、偏振、红外光学信息的采集,为提高输电线路智能监拍巡检系统的准确性提供了有力支撑。 展开更多

关键词 多维光学信息 图像采集 异构硬件架构 智能巡检

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有序统计恒虚警定点数排序的硬件实现 被引量：1

11

作者 郭二辉 张杰 +1 位作者 王启智 洪一 《雷达科学与技术》 2010年第6期559-562,567,共5页

针对有序统计恒虚警硬件实现中的定点数排序问题,提出一种架构,将排序算法分解,并映射为比较、选择两级硬件阵列,每一级硬件阵列都由基本的比较单元和选择单元组成。针对硬件实现的特点,对比较操作加以简化。利用定点数补码表示正值最... 针对有序统计恒虚警硬件实现中的定点数排序问题,提出一种架构,将排序算法分解,并映射为比较、选择两级硬件阵列,每一级硬件阵列都由基本的比较单元和选择单元组成。针对硬件实现的特点,对比较操作加以简化。利用定点数补码表示正值最高位为0、负值最高位为1的特点,将待比较的两个数值相减,取其差值的最高位作为两个待比较数值大小关系的标志。当一个数值与其所在序列的其他所有值比较之后,就得到一个标志序列,当该数值小于其所在序列中其他一个数值时,标志序列中就有一位为1,则将标志序列累加,所得的值就是该数值在序列中应排的序号。 展开更多

关键词 有序统计恒虚警 定点数序列 排序 硬件架构

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高清视频编码芯片架构设计挑战及多目标性能评价模型

12

作者 殷海兵 张小芸 高志勇 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第10期14-16,98,共4页

FPGA和ASIC是高清视频编码器较合适的实现平台,视频编码芯片架构设计面临着较多挑战,包括吞吐量巨大、外存带宽极高、硬件资源消耗大、数据依赖阻塞正常流水、多目标性能较难均衡等。高清视频编码芯片架构设计需和算法优化相结合,以实... FPGA和ASIC是高清视频编码器较合适的实现平台,视频编码芯片架构设计面临着较多挑战,包括吞吐量巨大、外存带宽极高、硬件资源消耗大、数据依赖阻塞正常流水、多目标性能较难均衡等。高清视频编码芯片架构设计需和算法优化相结合,以实现多个目标参数之间均衡,如何评价硬件架构的多目标性能,是首先要解决的问题。在分析芯片架构设计面临挑战、典型关注的多目标性能基础上,提出多目标性能参数的度量方法,对多个目标参数进行合理映射和归一化处理,并首次提出多目标性能评价模型。基于此模型,对主流的高清H.264/AVC编码芯片架构的多目标性能进行了评价和比较。该研究对于优化H.264/AVC及新一代HEVC编码芯片架构有着重要的参考价值。 展开更多

关键词 高清视频编码 硬件架构 多目标性能

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可重构的光线追踪处理器架构模型及仿真

13

作者 曹小鹏 韩俊刚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期273-281,共9页

虽然图形处理器发展迅速,但核心染色算法仍然沿用传统光栅化方法,对复杂光照的精确模拟效果较差。光线追踪算法模拟几何光学,能够实现较好的视觉效果,但运算量大。研究光线追踪算法的特点,对算法中各部分的计算量进行了定量分析,设计了... 虽然图形处理器发展迅速,但核心染色算法仍然沿用传统光栅化方法,对复杂光照的精确模拟效果较差。光线追踪算法模拟几何光学,能够实现较好的视觉效果,但运算量大。研究光线追踪算法的特点,对算法中各部分的计算量进行了定量分析,设计了新的流水线。提出了一种动态可重构的光线追踪图形处理器(RTGPU)架构模型,设计了将流水线映射到该架构的算法。开发了仿真平台,对流水线、硬件架构模型及映射算法进行了仿真。结果表明,在算法执行效率上,与CPU相比,RTGPU执行加速比达到了11,与GPU相比,执行效率显著提高。 展开更多

关键词 光线追踪 可重构 流水线 硬件架构 仿真

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【征文】“机密计算”专题征文通知

14

《信息网络安全》 北大核心 2025年第2期F0002-F0002,共1页

一、专题简介机密计算依托加密技术、可信执行环境以及基于硬件的内存隔离机制等手段,拥有较强的保护能力,可防止系统受到来自特权软件和特权用户的攻击,进而确保数据处理过程中的隐私性与安全性。机密计算能够凭借特殊的硬件架构与加... 一、专题简介机密计算依托加密技术、可信执行环境以及基于硬件的内存隔离机制等手段,拥有较强的保护能力,可防止系统受到来自特权软件和特权用户的攻击,进而确保数据处理过程中的隐私性与安全性。机密计算能够凭借特殊的硬件架构与加密协议进行数据的加密运算与安全存储,持续保障和强化数据的机密性与完整性。 展开更多

关键词 可信执行环境 安全存储 加密技术 加密协议 硬件架构 数据处理过程 内存隔离 机密性

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【征文】“机密计算”专题征文通知

15

《信息网络安全》 北大核心 2025年第1期I0002-I0002,共1页

一、专题简介机密计算依托加密技术、可信执行环境以及基于硬件的内存隔离机制等手段,拥有较强的保护能力,可防止系统受到来自特权软件和特权用户的攻击,进而确保数据处理过程中的隐私性与安全性。机密计算能够凭借特殊的硬件架构与加... 一、专题简介机密计算依托加密技术、可信执行环境以及基于硬件的内存隔离机制等手段,拥有较强的保护能力,可防止系统受到来自特权软件和特权用户的攻击,进而确保数据处理过程中的隐私性与安全性。机密计算能够凭借特殊的硬件架构与加密协议进行数据的加密运算与安全存储,持续保障和强化数据的机密性与完整性。然而,机密计算的推广与应用尚存在一些阻碍,除常规的加密标准兼容、性能优化问题外,还面临密钥管理复杂、跨平台协作困难、应用适配性不足及安全审计挑战等难题。因此,在“数字化转型加速、数据资产价值凸显”的背景下,机密计算的发展与完善已成为科技界、企业界和监管部门的聚焦热点。 展开更多

关键词 可信执行环境 安全存储 密钥管理 数据资产 加密技术 加密协议 硬件架构 数据处理过程

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视觉测量的嵌入式架构研究与应用 被引量：2

16

作者 温芳棉 习俊通 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第7期109-112,117,共5页

为了使用更简单的硬件实现机器视觉测量,设计易于实现视觉测量的嵌入式软硬件架构。使用高性能ARM处理器代替分布式处理器,降低硬件复杂度,提高编程灵活性。采用多进程的方式解决了软件健壮性差、开发调试困难的问题。使用多种进程间通... 为了使用更简单的硬件实现机器视觉测量,设计易于实现视觉测量的嵌入式软硬件架构。使用高性能ARM处理器代替分布式处理器,降低硬件复杂度,提高编程灵活性。采用多进程的方式解决了软件健壮性差、开发调试困难的问题。使用多种进程间通信结合的方法,满足多类型数据传输需求。采用ARM的流水线技术优化代码结构,提高编译后代码的执行效率。该软硬件架构在单目线结构光视觉测量中得到应用,实现了图像采集、图像处理、数据通信等功能。 展开更多

关键词 机器视觉 软硬件架构 嵌入式系统 多进程

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应用于TD-SCDMA的Turbo码解码器的算法及硬件实现 被引量：1

17

作者 诸烜程 陈杰 《科学技术与工程》 2008年第11期2818-2821,共4页

研究了适用于TD-SCDMA的Turbo码解码器的算法及硬件实现,提出了一级流水的单SISO结构,并结合滑窗MAX-LOG-MAP算法使得面积,功耗,存储器的开销大大减小,最后给出了综合结果。

关键词 硬件架构 滑窗MAX-LOG—MAP算法TD—SCDMA TURBO码

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具备边缘计算功能的新型智能集中器架构设计 被引量：12

18

作者 陈晓江 伍江瑶 +3 位作者 沈桂泉 刘晔 张小陆 张乐平 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期99-104,共6页

边缘计算技术的应用为解决云服务计算负载拥堵过重的问题提供了一种新思路。为此,对传统集中器进行改进,设计了新型智能集中器,使其具备边缘计算功能。新型智能集中器在保留传统集中器功能的基础上,从嵌入式和模块化方向入手,融合边缘... 边缘计算技术的应用为解决云服务计算负载拥堵过重的问题提供了一种新思路。为此,对传统集中器进行改进,设计了新型智能集中器,使其具备边缘计算功能。新型智能集中器在保留传统集中器功能的基础上,从嵌入式和模块化方向入手,融合边缘计算的功能,构建核心计算处理模块、通信接口模块以及LTE/5G等硬件模块,构建软件容器引擎技术,建立通用软件架构,实现智能集中器的软硬件解耦。软件平台独立于硬件平台发展,满足日益增长的电网侧和用户侧需求,助力计量自动化向计量智能化发展。 展开更多

关键词 边缘计算 智能集中器 硬件架构 软件架构

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新一代调控系统一体化运维架构及关键技术 被引量：5

19

作者 孙名扬 于芳 +3 位作者 赵家庆 庄卫金 胡俊 季惠英 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第22期217-223,共7页

针对新一代调控系统体系架构变化带来的系统结构复杂度增大以及应用关联性增强的问题,面向调控系统运维的实际需求,文中分析了一体化运维技术在新一代调控系统中的重要性,提出适应新一代调控系统体系架构的一体化运维整体解决方案,介绍... 针对新一代调控系统体系架构变化带来的系统结构复杂度增大以及应用关联性增强的问题,面向调控系统运维的实际需求,文中分析了一体化运维技术在新一代调控系统中的重要性,提出适应新一代调控系统体系架构的一体化运维整体解决方案,介绍了一体化运维支撑软硬件架构、新一代调控系统运行状态评价指标,以及调控系统运行信息采集、监视预警和故障处置等一体化运维相关关键技术。 展开更多

关键词 调度控制系统 物理分布 一体化运维 硬件架构 软件架构

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面向嵌入式的卷积神经网络硬件加速器设计 被引量：4

20

作者 唐蕊 焦继业 徐华昊 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第4期252-257,共6页

近年来,随着神经网络模型越来越复杂,针对卷积神经网络推理计算所需内存空间过大,限制其在嵌入式设备上部署的问题,提出一种动态多精度定点数据量化硬件结构,使用定点数代替训练后推理过程中的浮点数执行卷积运算。结果表明,采用16位动... 近年来,随着神经网络模型越来越复杂,针对卷积神经网络推理计算所需内存空间过大,限制其在嵌入式设备上部署的问题,提出一种动态多精度定点数据量化硬件结构,使用定点数代替训练后推理过程中的浮点数执行卷积运算。结果表明,采用16位动态定点量化和并行卷积运算硬件架构,与静态量化策略相比,数据准确率高达97.96%,硬件单元的面积仅为13740门,且内存占用量和带宽需求减半。相比Cortex M4使用浮点数据做卷积运算,该硬件加速单元性能提升了90%以上。 展开更多

关键词 卷积神经网络 嵌入式设备 动态多精度定点数据量化 并行卷积运算硬件架构

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