先进制造技术

本实用新型涉及液体状态机领域，特别涉及一种基于ZYNQ的液体状态机加速装置，所述加速装置包括ZYNQ主处理器，所述ZYNQ主处理器包括电性连接的FPGA芯片和ARM处理器，所述FPGA芯片上设置有液体状态机，所述液体状态机通过所述FPGA芯片与所述ARM处理器电性连接，所述加速装置还包括上位机和用于存储数据的储存介质，所述储存介质与所述FPGA芯片通信连接，所述上位机与所述ARM处理器通信连接；利用FPGA芯片的并行特性加速液体状态机的运算，由于FPGA芯片的硬件特性，其结构本身是并行的，因此它能同时执行多个指令，与液体状态机的契合度非常高，因此，在FPGA芯片上设置的液体状态机能实现较高的运算速率，而且体积较小。

技术亮点

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种基于ZYNQ的液体状态机加速装置，所述加速装置包括ZYNQ主处理器，所述ZYNQ主处理器包括电性连接的FPGA芯片和ARM处理器，所述 FPGA芯片上设置有液体状态机，所述液体状态机通过所述FPGA芯片与所述ARM处理器电性连接，所述加速装置还包括上位机和用于存储数据的储存介质，所述储存介质与所述FPGA芯片通信连接，所述上位机与所述ARM处理器通信连接。

基于ZYNQ的液体状态机加速装置的应用前景非常广泛。它可以用于各种需要快速处理数据或执行复杂计算的领域，例如人工智能、FPGA加速、高速数据通信和图像处理等。以下是一些潜在的应用领域：机器学习和人工智能：液体状态机可以在ZYNQ平台上加速机器学习算法，例如卷积神经网络和循环神经网络等。FPG加速：液体状态机可以在ZYNQ上实现高速计算和数据处理。高速数据通信：液体状态机可以用于实现ZYNQ系统中的高速数据传输，例如PCIe和DDR等。图像处理：液体状态机可以用于实现ZYNQ系统中的图像处理，例如图像增强和图像识别等。总之，基于ZYNQ的液体状态机加速装置具有广泛的应用前景，可以用于各种需要高速计算和数据处理的领域。

产生的效益

1、本实用新型的ZYNQ(ZYNQ系列可扩展处理平台)主处理器上搭载了搭建有液体状态机的FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，利用FPGA芯片的并行特性加速液体状态机的运算，由于FPGA芯片的硬件特性，其结构本身是并行的，因此它能同时执行多个指令，与液体状态机的契合度非常高，因此，在FPGA芯片上设置的液体状态机能实现较高的运算速率，而且体积较小；储存介质能对液体状态机训练后的参数进存储并为液体状态机提供运算空间；上位机上可搭载各种软件，通过上位机软件对液体状机中的关键参数进行配置可以达到适配不同任务的目的，拓展性极强。

 2、本实用新型的液体状态机的运算是通过 FPGA芯片上的矩阵乘法模块来完成的。

 3、本实用新型的矩阵乘法模块为脉动阵列结构矩阵乘法模块，能以更小的消耗与更快的速度来完成运算，达到进一步加速液体状态机运算的效果。

 4、本实用新型的FPGA芯片上的输入端和输出端可用于实现液体状态机的输入层和读出层的功能。

 5、本实用新型的ARM处理器专用于处理数据交互，利于提高加速装置的整体工作效率。

6、本实用新型的SD卡能对液体状态机训练后得到的参数进行存储，保证参数的完整性，且性价比高。

7、本实用新型的储存介质还包括RAM，且 RAM以及SD卡分别与ARM处理器电性连接，在上机后，ARM处理器便可将SD卡中存储的参数读取到RAM中进行运算。