在System Verilog中计算浮点值的e ^ x？

Posted 2021-04-25

我正在构建一个在FPGA上运行的神经网络，最后一个难题是在硬件中运行sigmoid函数。这是：

1/(1 + e^-x)

要么

(atan(x) + 1) / 2

不幸的是，这里的x是一个浮点值（SystemVerilog中的real值）。

有没有关于如何在SystemVerilog中实现这些功能的提示？

这对我来说真的很混乱，因为这两个函数都很复杂，我甚至不知道从哪里开始实现它们，因为浮点值的复杂性增加了。

答案

一种更简单的方法是为此函数创建一个内存/数组。但是，该选项可能非常低效。

x应该是内存的输入地址，该位置的值可以是函数的输出。

假设您的函数值如下。 （这只是一个例子）

x = 0 => f(0) = 1
x = 1 => f(0) = 2
x = 2 => f(0) = 3
x = 3 => f(0) = 4

因此，您可以为此创建一个存储输出值的数组。

int a[4] = `{1, 2, 3, 4};

另一答案

我刚刚用Vivado HLS完成了这个，它允许你用C编写电路。这是我的C代码。

#include math.h

void exp(float a[10],b[10])

{
    int i;
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        b[i] = exp(a[i]);
    }
}

但是有一个问题是不可能创建一个未实现的矩阵。也许还有另一种我不知道的方式。

另一答案

正如您似乎意识到的那样，键入real是不可综合的。你需要对类型整数尾数进行操作并单独输入整数指数，并在完成后将它们组合起来，跟踪符号。一旦你照顾（e ^ -x），剩下的应该是直截了当的。

试试这个页面快速解释：https://www.geeksforgeeks.org/floating-point-representation-digital-logic/

并搜索“浮点数字设计”以获得更多解释/示例。