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龙图腾网获悉中国民航大学申请的专利一种针对小卷积核加速的基于RISC-V的AI处理机设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119204124B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411236052.9，技术领域涉及：G06N3/063；该发明授权一种针对小卷积核加速的基于RISC-V的AI处理机设计方法是由刘玉洁;于慕涵;侯星宇;张智;范龙飞;马松设计研发完成，并于2024-09-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种针对小卷积核加速的基于RISC-V的AI处理机设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及RISC‑V指令集处理器技术领域，具体涉及一种针对小卷积核加速的基于RISC‑V的AI处理机设计方法，定卷积神经网络CNN中3×3卷积核的加速需求，选择RISC‑V的开放式架构RV32I作为基础，定义AI处理机的核心架构，包括计算单元、寄存器堆和控制单元，以优化小卷积核的处理；向量算术逻辑单元VALU和卷积运算单元CUU的设计与实现；VALU具备并行计算能力，能够执行加、减、乘向量运算以支持指令集扩展；卷积运算单元CUU处理3×3卷积操作，包含专用的硬件逻辑以执行逐元素乘法并累加操作，从而加速卷积计算过程。

本发明授权一种针对小卷积核加速的基于RISC-V的AI处理机设计方法在权利要求书中公布了：1.一种针对小卷积核加速的基于RISC-V的AI处理机设计方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：确定卷积神经网络中3×3卷积核的加速需求，选择RISC-V的开放式架构RV32I作为基础，定义AI处理机的核心架构，包括计算单元、寄存器堆和控制单元，以优化小卷积核的处理； S2：设计向量寄存器堆，实际容量包括32个96位寄存器；寄存器堆通过支持快速并行的数据访问，确保在卷积运算过程中能够以高效的方式加载和存储数据；设计寄存器堆时，需优化其布局，使其能够很好地支持3×3卷积的操作流程，重点在于减少数据传输延迟，提升整体计算的并行性和效率； S3：引入向量指令和卷积操作指令，以增强处理器的计算能力；包括向量加法、减法和乘法运算，并为卷积操作设计了专门的指令格式，确保编程的简洁性和执行的高效性；此外，对这些新指令进行编码设计，保证其与现有RISC-V指令的兼容性，通过为扩展指令分配特定的opcode和功能位来实现指令集的扩展； S4：向量算术逻辑单元和卷积运算单元的设计与实现；VALU具备并行计算能力，能够执行加、减、乘向量运算以支持指令集扩展；卷积运算单元CUU处理3×3卷积操作，包含专用的硬件逻辑以执行逐元素乘法并累加操作，从而加速卷积计算过程； S5：设计用于解析和执行扩展指令的控制单元，确保控制信号准确调度VALU和CUU的操作；确保在执行扩展指令时寄存器堆、VALU和CUU之间的数据传输具有足够的带宽和低延迟，以避免性能瓶颈并提升整体效率； S6：通过仿真工具对新的处理器设计进行功能仿真和验证，确保各个硬件单元及新指令在多种场景下均能正确运行；编写全面的测试用例来验证新设计的正确性和性能，评估其在执行3×3卷积计算时的速度和效率提升，相较于传统设计找出改进之处并进行相应的优化调整； S7：在优化与迭代阶段，根据模拟和验证结果，对硬件设计和指令集进行进一步的优化；以确保在处理深度学习和图像处理任务时的高效性和可靠性，最终实现最佳性能表现。

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