SNN-T5830

A shared library providing with greedy training algorithms for SNNs.

Compile Options

• C90 standard
• Shared library

Target Platform

• AdvanTest T5830 platform (linux)

Guidance

• ATL与C交互
• 在测试平台编译C shared library for ATL
• 样例程序

Platform-dependent MACROs

1. #define TEST_ON_T5830 1 (ATLio.h @line 8)
2. #define TRAIN_DATA_LOC "path/to/train/data.txt" (DataLoader.h @line 9)
3. #define TEST_DATA_LOC "path/to/test/data.txt" (DataLoader.h @line 10)
4. #define RESULTS_LOC "path/to/results/dir/ 需以'/'结尾 (Network.h @line 11)

APIs

• void GetSetPulseConfig(void* v_bl, void* v_sl, void* v_wl, void* pulse_width)

  • @desc Return SET pulse config. Voltage unit: mV, width unit: ns.
  • @param v_bl <@ATL_type INTEGER[1]>: BL voltage.
  • @param v_sl <@ATL_type INTEGER[1]>: SL voltage.
  • @param v_wl <@ATL_type INTEGER[1]>: WL voltage.
  • @param pulse_width <@ATL_type INTEGER[1]>: pulse width.

• void GetResetPulseConfig(void* v_bl, void* v_sl, void* v_wl, void* pulse_width)

  • @desc Return RESET pulse config. Voltage unit: mV, width unit: ns.
  • @param v_bl <@ATL_type INTEGER[1]>: BL voltage.
  • @param v_sl <@ATL_type INTEGER[1]>: SL voltage.
  • @param v_wl <@ATL_type INTEGER[1]>: WL voltage.
  • @param pulse_width <@ATL_type INTEGER[1]>: pulse width.

• void GetReadPulseConfig(void* v_bl, void* v_sl, void* v_wl, void* pulse_width)

  • @desc Return READ pulse config. Voltage unit: mV, width unit: ns.
  • @param v_bl <@ATL_type INTEGER[1]>: BL voltage.
  • @param v_sl <@ATL_type INTEGER[1]>: SL voltage.
  • @param v_wl <@ATL_type INTEGER[1]>: WL voltage.
  • @param pulse_width <@ATL_type INTEGER[1]>: pulse width.

• void StartTrain()

  • @desc 初始化, 准备开始训练.

• void GetTrainInstruction(void* end_of_train, void* operation_type, void* bl_enable, void* sl_enable)

  • @desc 获取前向操作指令, 操作类型可能为READ, RESET或EMPTY.
  • @param end_of_train <@ATL_type INTEGER[1]>: 训练结束则end_of_train=1, 否则为0.
  • @param operation_type <@ATL_type INTEGER[1]>: 操作类型.
    • SET = 0: 此函数不会返回SET操作.
    • RESET = 1: 选中若干行SL以及一行BL进行RESET操作.
      • 选中的SL信息返回至sl_enable[128]数组, 选中的置为1, 未选中的置为0.
      • 选中的BL返回至bl_enable整数型变量, 范围0~7.
    • READ = 2: 选中选中若干行SL进行READ操作 (SL加0.15V读电压, 从BL端口读电流), BL全部打开, 得到8个BL的累加电流 (nA), 暂存.
      • 选中的SL信息返回至sl_enable[128]数组, 选中的置为1, 未选中的置为0.
      • BL硬编码为全部打开, bl_enable不返回有意义的值.
    • EMPTY = 3: 空操作, 当且仅当训练结束时会返回空操作.
  • @param bl_enable <@ATL_type INTEGER[1]>: 当且仅当operation_type = RESET时, 此变量返回需要进行RESET的BL索引, 范围0~7.
  • @param sl_enable <@ATL_type INTEGER[1] (128)>: 长度为128的数组, 值非0即1, 表示对应SL是否打开.

• void GetTrainFeedbackInstruction(void* bl_currents, void* operation_type, void* bl_enable, void* sl_enable)

  • @desc 将前向指令READ操作读取到的各BL电流反馈给网络, 并获取反向操作指令, 操作类型可能为SET或EMPTY.
  • @param bl_currents <@ATL_type INTEGER[1] (8)>: 长度为8的数组, 将前向READ操作读取到的电流值存储在此变量, 供网络模型读取. 如果前向操作指令为RESET, 则不关心此变量的具体值.
  • @param operation_type <@ATL_type INTEGER[1]>: 操作类型.
    • SET = 0: 选中若干行SL以及一行BL进行SET操作.
      • 选中的SL信息返回至sl_enable[128]数组, 选中的置为1, 未选中的置为0.
      • 选中的BL返回至bl_enable整数型变量, 范围0~7.
    • RESET = 1: 此函数不会返回RESET操作.
    • READ = 2: 此函数不会返回READ操作.
    • EMPTY = 3: 空操作, 此函数返回空操作不代表训练结束.

• void StartTest()

  • @desc 训练结束后调用, 准备开始inference.

• void GetTestInstruction(void* operation_type, void* sl_enable)

  • @desc 获取前向操作指令, 操作类型只可能为READ.
  • @param sl_enable <@ATL_type INTEGER[1] (128)>: 长度为128的数组, 值非0即1, 表示对应SL是否打开.

• void GetTestFeedbackInstruction(void* bl_currents, void* end_of_test)

  • @desc 将前向读取的电流反馈给网络, 并判断inference是否结束.
  • @param bl_currents <@ATL_type INTEGER[1] (8)>: 长度为8的数组, 将前向READ操作读取到的电流值存储在此变量, 供网络模型读取.
  • @param end_of_test <@ATL_type INTEGER[1]>: 推理结束则end_of_test=1, 否则为0.

• void SaveArray(void* bl0_currents, void* bl1_currents, void* bl2_currents, void* bl3_currents, void* bl4_currents, void* bl5_currents, void* bl6_currents, void* bl7_currents)

  • @desc 保存当前阵列各cell状态.
  • @param blx_currents <@ATL_type INTEGER[1] (128)>: 长度为128的数组, 第x行BL的各cell电流值(nA).

• void Save()

  • @desc 保存模型到文件.

• void EvaluateScore()

  • @desc 推理结束后调用, 计算准确率并保存至文件.

Workflow

1. 标准FORMING, 未提供接口: 300nA - 4000nA

2. 获取脉冲参数配置: LoadSetPulseConfig(); LoadResetPulseConfig(); LoadReadPulseConfig()

3. 开始训练: StartTrain()

4. while True:

   1. GetTrainInstruction()
   2. 硬件操作阵列
   3. if end_of_train: break
   4. GetTrainFeedbackInstruction()
   5. 硬件操作阵列

5. 保存阵列状态: SaveArray(); 保存网络模型: Save()

6. 开始推理: StartTest()

7. while True:

   1. GetTestInstruction()
   2. 硬件操作阵列
   3. GetTestFeedbackInstruction()
   4. 硬件操作阵列
   5. if end_of_test: break

8. 保存阵列状态: SaveArray(); 保存网络模型: Save()

9. 计算准确率: EvaluateScore()

Change Log

• v0.2.0

  • Refactor APIs.
  • Adapt to ATL interfaces.

• v0.1.0

  • New feature: void InitNetwork().
  • Add utility functions.

• v0.0.1

  • Build program skeleton.
  • New feature: void LoadMNIST(), loading MNIST image data into arrays from hard-coded data file path.