НЕЙРОКОМПЬЮТЕРЫ - АРХИТЕКТУРА И РЕАЛИЗАЦИЯ


Нейроускорители на базе каскадного соединения сигнальных процессоров - часть 5


Загрузка программ и данных, обмен данными между НВ и Host-ЭВМ осуществляется через высокоскоростной коммуникационный порт, который имеет FIFO буфера в обоих направлениях. Узлы ввода/вывода подключаются через глобальную шину с пропускной способностью до 100 Мбайт/c. Каналы связи с Host-ЭВМ полностью удовлетворяют стандарту ТIM-40, разработанного консорциумом под руководством Texas Instruments. Внутренняя структура интерфейса определяется загруженной в ПЛИС конфигурацией.

Рассмотренные варианты НВ обеспечивают выполнение ЦОС и нейроалгоритмов в реальном масштабе времени, ускорение векторных и матричных вычислений, по сравнению с традиционными вычислительными средствами в несколько раз и позволяют реализовывать нейросеть с числом синапсов до нескольких миллионов.

Рис.6. Структура НВ на основе TMS320C44

Еще больше повысить производительность НВ данного типа можно при использовании одного из самых мощных на сегодня сигнальных процессоров - TMS320C80, TMS320C6ххх фирмы Texas Instruments.

Примером реализации нейровычислителя на DSP фирмы Моторолла является нейровычислитель NEURO TURBO фирмы Fujitsu. Он реализован на основе 4-х связанных кольцом 24-разрядных DSP с плавающей точкой МВ86220 (основные параметры: внутренняя точность 30 разрядов, машинный цикл 150 нс., память программ-25Кслов х2 (внутренняя), 64К слов х4 (внешняя), технология изготовления КМОП 1,2 мкм). Активационная функция нейронов ограничивается в диапазоне от 0 до 1, а возможные значения входов не превышают 16 разрядов, что обуславливает достаточную точность при 24-х разрядной архитектуре. Построение нейрокомпьютера на основе кольцевой структуры объединения DSP позволяет снизить аппаратные затраты на реализацию подсистемы централизованного арбитража межпроцессорного взаимодействия.

Нейрокомпьютер NEURO TURBO (рис.7) состоит из четырех DSP, связанных друг с другом посредством двухпортовой памяти. Каждый из DSP может обращаться к двум модулям такой памяти (емкостью 2К слов каждая) и к рабочей памяти (РП) (емкостью 64К слов х4 Банка) в своем адресном пространстве.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -