9‐05　4層目シミュレーションとEXCELの答え合わせ ●4層目は出力が128chになる 　図9‐50はシミュレーションを2.147msほど走らせた辺り、tb_VideoProc/VideoProcCore/gts_hw/conv_layer4/MacShift_00〜127といった信号を見ています。 図9-50　128ch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9‐51は4層目のEXCELファイル(TS_layer4.xlsm)のim2colAll_W4シートです。これは行列乗算の64枚のシートim2col00_W4〜im2col63_W4を足し込んだものです（入力が64chなので64枚足し込んで1枚）。 　同図のA列を見ると図9‐50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DX列がMacShift_127と等しいことを確認しましょう（出力が128chなので128列ある）。 図9-51　im2colAll_W4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9‐51の左上の-20992に注目し、その値を求める過程を見てみます。図9‐52はconv_layer4/dotpro_000_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-1、mulout（乗算結果）が-31になっています。 　右の枠内はPixRomDataが6、MatRomDataが1、muloutが24になっています。 図9‐52　係数は2ビット。11なら-1倍、01なら4倍 ●係数の種類は４つに集約されている 　4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。 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9‐01　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64chある） 　図9‐53では3×3×16ch＝144サイクル（1440ns)かけて積和が行われ、MATMULOUT（mac_000_00と同じ信号）の右端に-442が出ています。4層目はこの図のように積和演算器4つで出力1chを計算するので、このmac_000_00にもう三つの積和結果mac_000_01, 02, 03を足します。 図9‐53　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9‐54のようにHDLではmac_000_00, 01, 02を加算してMacAll_000として、更に16倍してMacShift_000とします。各積和演算器で値が1/16なっている（表9‐01）のを相殺します。 図9‐54　conv_layer4.vhdの一部 ●出力Ch0の結果をEXCELと比較 　図9‐55の枠内、-442-50-579-241 = -1312となり、さらに16倍で‐20992となり、EXCEL(図9‐51）の左上の値と一致します。 図9‐55　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