(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221094573 5.6 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 昆仑芯 （北京） 科技有限公司 地址 100086 北京市海淀区上地十街10号 百度大厦 (72)发明人 王勇　陈庆澍　王京　欧阳剑　 邰秀瑢　 (74)专利代理 机构 北京英赛 嘉华知识产权代理 有限责任公司 1 1204 专利代理师 王达佐　马晓亚 (51)Int.Cl. G06F 7/523(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种乘法电路、 机器学习运算电路、 芯片及 数据处理方法 (57)摘要 本公开提供了一种乘法电路、 机器学习运算 电路、 芯片及数据处理方法， 涉及计算机技术领 域， 尤其涉及数据处理技术领域， 其中一实施例 的乘法电路， 用于对第一目标矩阵和第二目标矩 阵进行乘积计算， 得到积矩阵， 其中， 第一目标矩 阵包括至少一个第一目标元素， 第二目标矩阵包 括至少一个第二目标元素， 该乘法电路包括累加 电路、 定点转换电路和至少一个乘积电路， 每个 乘积电路均与累加电路电连接； 其中， 乘积电路， 用于对一个第一目标元素与一个第二目标元素 进行三次16位定点计算， 得到定点乘法结果； 定 点转换电路， 用于将定点乘法结果转换为浮点乘 法结果； 累加电路， 用于基于矩阵乘法规则， 将相 应的浮点乘法结果相加， 得到积矩阵中的一个积 元素。 权利要求书5页 说明书13页 附图8页 CN 115237372 A 2022.10.25 CN 115237372 A 1.一种乘法电路， 用于对第 一目标矩阵和第 二目标矩阵进行乘积计算， 得到积矩阵， 其 中， 所述第一 目标矩阵包括至少一个第一 目标元素， 所述第二 目标矩阵包括至少一个第二 目标元素， 所述第一目标 元素和第二目标 元素均包括两个16位定点数； 所述乘法电路包括累加电路、 定点转换电路和至少一个乘积电路， 所述定点转换电路 与所述累加电路和每 个所述乘积电路电连接； 其中， 所述乘积电路， 用于对一个所述第 一目标元素与一个所述第 二目标元素进行三次16位 定点计算， 得到 定点乘法结果； 所述定点 转换电路， 用于将所述定点乘法结果 转换为浮点乘法结果； 所述累加电路， 用于基于矩阵乘法规则， 将相应的浮点乘法结果相加， 得到所述积矩阵 中的一个积元 素。 2.根据权利要求1所述的乘法电路， 其中， 所述第 一目标元素包括第 一操作数和第二操 作数， 所述第二目标元素包括第三操作数和第四操作数， 所述第一操作数、 第二操作数、 第 三操作数以及第四操作数均为16位定点数， 所述乘积电路包括第一子电路和第二子电路； 其中， 所述第一子电路， 用于计算所述第一操作数与第 四操作数的第一乘积结果、 所述第二 操作数与第三操作数的第二乘积结果、 以及所述第二操作数与第四操作数的第三乘积结 果； 所述第二子电路， 用于对所述第一乘积结果、 所述第二乘积结果和所述第三乘积结果 进行移位并求和， 得到所述定点乘法结果。 3.根据权利要求2所述的乘法电路， 其中， 所述第 一操作数和所述三操作数为低16位定 点数， 所述第二操作数和所述第四操作数为高16位定点数； 所述第二子电路， 进一步用于将所述第一乘积结果向左移16位得到第一移位结果、 将 所述第二乘积结果向左移16位得到第二移位结果以及将所述第三乘积结果向左移32位得 到第三移 位结果， 并将所述第一移 位结果、 第二移 位结果以及第三移 位结果相加， 得到所述 定点乘法结果。 4.一种机器学习运算电路， 包括： 直接内存访问单元、 存储单元以及至少一个如权利要 求1‑3任一项所述的乘法电路， 其中， 所述存储 单元与所述直接内存访问单元和所述乘法电 路电连接； 所述直接内存访 问单元， 用于将输入的第一初始矩阵和第二初始矩阵， 分别转换为第 一目标矩阵和 第二目标矩阵， 并将所述第一目标矩阵和所述第二目标矩阵发送至所述存储 单元， 其中， 所述第一初始矩阵和所述第二初始矩阵中的元素均为浮点数， 所述第一目标矩 阵和所述第二目标矩阵中的元 素均为定点数； 所述存储单元， 用于根据预先配置的第 一存储地址存储所述第 一目标矩阵和所述第 二 目标矩阵； 所述乘法电路， 用于根据所述第一存储地址， 从所述存储单元获取所述第一目标矩阵 和所述第二 目标矩阵， 并对所述第一 目标矩阵和所述第二 目标矩阵进行乘积计算， 得到浮 点形式的积矩阵。 5.根据权利要求4所述的机器学习运算电路， 其中， 所述直接 内存单元包括浮点转换电 路和数据拆分电路； 其中，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115237372 A 2所述浮点转换电路， 用于将所述第一初始矩阵和第二初始矩阵， 分别转换为第一中间 矩阵和第二中间矩阵， 其中， 所述第一中间矩阵包括至少一个第一中间元素， 所述第二中间 矩阵包括至少一个第二中间元 素， 所述第一中间元 素和第二中间元 素均为32位定点数； 所述数据拆分电路用于， 将所述第一中间元素拆分为第 一操作数和第 二操作数， 并将所述第 一操作数和第二操 作数作为所述第一目标矩阵中的一个第一目标 元素； 将所述第二中间元素拆分为第 三操作数和第四操作数， 并将所述第 三操作数和第四操 作数作为所述第二目标矩阵中的一个第二目标 元素； 其中， 所述第一操作数、 第二操作数、 第三操作数以及第四操作数均为16位定点数。 6.根据权利要求5所述的机器学习运算电路， 其中， 所述数据拆分电路包括第 三子电路 和第四子电路； 所述第三子电路， 用于将所述第 一中间元素和所述第 二中间元素分别与预设的二进制 数执行按位与操作， 得到第一操作数和 第三操作数， 其中， 所述第一操作数和所述第三操作 数为低16位定点数； 所述第四子电路， 用于将所述第 一中间元素和所述第 二中间元素分别向右移16位得到 所述第二操作数和第四操作数， 其中， 所述第二操作数和所述第四操作数为高16位定点数。 7.根据权利要求5所述的机器学习运算电路， 其中， 所述第 一初始矩阵包括至少一个第 一初始元素， 所述第二初始矩阵包括至少一个第二初始元素， 所述浮点转换电路包括第 五 子电路和第六子电路； 其中， 所述第五子电路用于， 遍历全部第 一初始元素， 并将绝对值最大的第 一初始元素的绝对值作为第 一绝对值最 大值； 遍历全部第 二初始元素， 并将绝对值最大的第 二初始元素的绝对值作为第 二绝对值最 大值； 所述第六子电路用于， 根据所述第一绝对值最大值， 将所述第一初始元素转换为所述第一中间元素， 得到所 述第一中间矩阵； 根据所述第二绝对值最大值， 将所述第二初始元素转化为所述第二中间元素， 得到所 述第二中间矩阵。 8.根据权利要求7 所述的机器学习运 算电路， 其中， 所述乘法电路还包括： 符号位计算电路， 用于对一个所述第一初始元素的符号位与一 个所述第二初始元 素的符号 位执行按位异或操作， 得到对应的定点乘法结果的符号 位； 所述定点转换电路， 进一步用于根据所述第一绝对值最大值、 所述第二绝对值最大值 以及所述定点乘法结果的符号 位将所述定点乘法结果 转换为所述 浮点乘法结果。 9.根据权利要求 4‑7任一项所述的机器学习运 算电路， 其中， 所述存储单元， 进一步用于根据预先分配的第二存储地址存储所述浮点形式的积矩 阵； 所述直接内存访问单元， 进一步用于根据 所述第二存储地址获取并输出所述浮点形式 的积矩阵。权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115237372 A 3