2-02　回路図とタイム・チャート ■まずは1層目から 　このEXCEL表にはW1, W2, W3と重み行列が3つありますが、最初のW1は画像データX（最初のシートのx_in行）と乗算されます。 ●画像の配列をROMに割り当てる 　Xは要素数784の配列なので、図2‐02のようにメモリ（ROM）に割り当てます。配列のインデックス（0〜783）がアドレスに相当するので、アドレス幅は10ビットになります。またデータの範囲は0〜255なのでデータ幅は8ビットになります。 　　図2‐02　配列、行列をメモリ（ROM）に割り当てる ●複数のROMで重みの行列を構成する 　W1は要素数784×50の行列であり、図2‐02のように50個のROMに割り当てます。縦の列がそれぞれアドレス幅10ビットのROMになります。それを50個まとめ上げて1個のROMにするので、全体のアドレス幅は10＋6＝16ビットになります。 　またデータの範囲は-256〜255なのでデータ幅は9ビットになります。2の補数で表現するので最上位は符号ビットです。 ●画像ROMのアドレスをカウンタで生成 　配列のインデックスはROMのアドレスに相当し、図2‐03(a)のように「784進カウンタ」で生成します。 　同図(b)はそのタイムチャートで、X_RD_ADDRはCLK(100MHz,)を0〜783までカウントアップし、その後0に戻って同じように繰り返します。 　X_RD_DATAはROMから読み出されるデータで、同図(b)のようにCLKの1サイクル(10ns)遅延してX0〜X783が出力されます（クロック同期型ROM)。 　　図2‐03　画像ROMのアドレスとデータの読み出し ●重み行列ROMのアドレス生成 　図2‐04に行列W1のROMのアドレス生成法を示します。図2‐03(a)で生成した784進カウンタ(CO784)を下位10ビットとします。 　さらに50進カウンタを設けます。それは784進カウンタが最大値(783)になった時だけカウントアップし、それ(CO50)が上位6ビットになります。 　同図(b)にそのタイムチャートを示します。MatRomAddrの下位10ビットが0〜783までカウントアップされる間、上位6ビットは０を保ちます。 　その後上位6ビットは１となり、下位10ビットは再び0〜783までカウントアップします。 　重みW1ROM（ファイル名ROM_W1.vhd)の中には要素数784個のROMが50個あり、MatRomAddrの上位6ビットはそのROMの選択に使用されます。 　　図2‐04　重みROMのアドレスとデータの読み出し 次のページへ 目次へ戻る