8‐05　3層目シミュレーションとEXCELの答え合わせ ●3層目は出力が64chになる 　図8‐50はシミュレーションを2.086msほど走らせた辺り、tb_VideoProc/VideoProcCore/gts_hw/conv_layer3/MacShift_00〜63といった信号を見ています。 図8-50　64chの結果が同時に出てくる ●積和演算が合っているかはEXCELと比較 　図8‐51は3層目のEXCELファイル(TS_layer3.xlsm)のim2colAll_W3シートです。これは行列乗算の32枚のシートim2col00_W3〜im2col31_W3を足し込んだものです（入力が32chなので32枚足し込んで１枚）。 　同図のA列を見ると図8‐50のMacShift_00の値とピタリ一致していることが分かります。隣のB列はMacShift_01、その隣C列はMacShift_02... 右端のBL列がMacShift_63と等しいことを確認しましょう（出力が64chなので64列ある）。 図8-51　im2colAll_W3シートと比較 ●一つの積和演算器の一つの演算結果に注目 　図8‐51の左上の-6160に注目し、その値を求める過程を見てみます。図8‐52はconv_layer3/dotpro_00_00（積和演算器）の信号です。 　同図の左の枠内PixRomData（画像データ）が31、MatRomData（重み係数）が0、mulout（乗算結果）が31になっています。 　右の枠内はPixRomDataが31、MatRomDataが-1、muloutが-31になっています。 図8‐52　係数は2ビット。00なら1倍、11なら‐1倍 ●係数の種類は４つに集約されている 　3層目の係数は2ビットにエンコードされており、まとめると次の表のようになります。「本来乗算されるべき値」の1/16が乗算されています（その理由は図8‐54）。 係数（2進） 係数（10進） 乗算される値 本来乗算されるべき値 01 1 4 64 00 0 1 16 11 -1 -1 -16 10 -2 -4 -64 　　表8‐01　乗算結果は本来の1/16の値になることに注意 ●一つの積和演算器が入力16ch受け持つ（入力は32chある） 　図8‐53では3×3×16ch＝144サイクル（1440ns)かけて積和が行われ、MATMULOUT（mac_00_00と同じ信号）の右端に-25が出ています。3層目はこの図のように積和演算器2つで出力1chを計算するので、このmac_00_00にもう一つの積和結果mac_00_01を足します。 図8‐53　カーネルは3×3、入力16chぶん144回の積和をする ●4ビット左シフトして16倍 　図8‐54のようにHDLではmac_00_00とmac_00_01を加算してMacAll_00として、更に16倍してMacShift_00とします。各積和演算器で値が1/16なっている（表8‐01）のを相殺します。 図8‐54　conv_layer3.vhdの一部 ●出力Ch0の結果をEXCELと比較 　図8‐55の枠内、-25-360 = -385となり、さらに16倍で‐6160となり、EXCEL(図8‐51）の左上の値と一致します。 図8‐55　シミュレーションで出力ch0の各画素を確認 次のページへ 目次へ戻る