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山东科技大学学报(自然科学版)2025年第02期:应用于eFPGA的乘加运算单元设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李春锋;卢丽珍;余彬;舒毅;范迪;

单位:河南天通电力有限公司;山东科技大学电子信息工程学院;山东产研集成电路产业研究院有限公司;山东芯慧微电子科技有限公司;

摘要:针对当前嵌入式可编程逻辑阵列(eFPGA)中实现神经网络模型时资源利用率低的问题,提出一种新型乘加运算单元设计结构,以提升乘加单元资源利用率,充分发挥eFPGA高空间并行性。乘加运算单元在保留传统eFPGA的数字信号处理单元核心乘加功能基础上,增加了对常用INT8/16/32量化位宽数据的单指令多数据SIMD运算结构支持,并对位宽扩展后的部分积生成器、压缩树分割方法及并行前缀加法器结构进行了优化,以降低核心乘加单元通路延迟。乘加运算单元采用UMC 28 nm工艺实现,仿真与实验结果表明,乘加单元满足功能正确性要求,在神经网络应用测试电路综合结果上的资源利用率提升1.37~3.05倍。

关键词:嵌入式可编程逻辑阵列;;数字运算单元;;乘加器;;Booth算法

基金资助:国家语委“十三五”科研规划项目(YB135-125)