8-06 vgg-11, 12, 13層目のVHDL化

11層目は出力512chで32並列

 図8‐101にvgg-11層目のタイミングのイメージを示します。

 11層目の入力
は512ch、出力も512chです。入力は逐次処理、出力は32並列で計算します。

 すなわち
1つの乗算器で出力を16ch計算することになり、そうすれば同図の左にあるようにoutCh0,1,2,...15の1ラインが14.00832msで計算できます。


図8-101 vgg-11層目のタイミングのイメージ


●8ch×64並列なので出力512ch

 図8‐101の上段はoutCh0,1,2,...15を計算するようすです。これら出力16chは1個の乗算器で「逐次的に」計算されます。したがって1画素の計算にかかる期間は90ns x 512 x
16 = 737.28usになります。
 1ライン19画素なので737.28 x 19 =
14.00832msで1ライン計算しますが、同図右にあるように「休み期間」が13.63968msあるので計27.648msで1ライン、1画面19ラインなので27.648ms x 19 = 525.312msで1画面の計算が終わります。(*1)

 「outCh16 to outCh31」、「outCh32 to outCh47」、...「outCh496 to outCh511」もそれぞれ1つの乗算器で計算されます。乗算器(ビットシフト型)が32個並列で16chづつ計算するので出力は512chになります(入力も512ch)。

(*1)実際は27.648ms x 18 + 14.00832 = 511.67msで1画面の計算が終わる。518.4msより少し短い

●10層目の出力が11層目の入力になる

 10層目のシミュレーション結果relu.outの名前を変えてlay11.inとし、それが11層目の入力になります。図8‐102のようにRAM_X1_0〜3(入力バッファ、4ラインぶん)にlay11.inの内容が書き込まれます。

 conv_layer11は入力バッファからの画像を処理してRAM_X2_0〜3(出力バッファ、4ラインぶん)に書き込みます。1ライン19画素なのでアドレスは32、出力512chなのでデータ幅は5bit x 512 = 2560bitになります。


図8-102 11層目のブロック図


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