摘要：边缘节点作为分布式计算体系的基本组成部分,部分工作场景的能源受限,对处理器的成本和功耗较为敏感。针对边缘节点的特殊工况,设计了一款基于RISC-V架构的低功耗处理器SparrowRV。SparrowRV采用指令、数据总线分离的哈佛结构,支持RV32IMZicsr指令集,2级流水线设计。为提高除法计算效率,提出了一种基于恢复余数除法的动态迭代算法,减少了除法的迭代次数。处理器使用iverilog进行功能仿真,通过了RV32IMZicsr指令集功能测试。处理器在XC7K325T FPGA上完成原型验证,Coremark跑分达到2.78 CoreMark/MHz。SparrowRV内核相比于Tinyriscv和蜂鸟E203,同频性能提升了15.8%和29.9%,动态功耗降低了4.9%和32.6%。

摘要：针对目前嵌入式微控制器的性能难以满足实时图像识别任务的问题,提出一种适用于微控制器的卷积神经网络加速器。该加速器在卷积层设计了无阻塞的行并行乘法-加法树结构,获得了更高的硬件利用率;为了满足行并行的数据吞吐量,设计了卷积专用SRAM存储器。加速器将池化和激活单元融入数据通路,有效减少数据重复存取带来的时间开销。FPGA原型验证表明加速器的性能达到92.2 GOPS@100 MHz;基于TSMC 130 nm工艺节点进行逻辑综合,加速器的动态功耗为33 mW,面积为90 764.2μm^(2),能效比高达2 793 GOPS/W,比FPGA加速器方案提高了约100倍。该加速器低功耗、低成本的特性,有利于实现嵌入式系统在目标检测、人脸识别等机器视觉领域的广泛应用。