Главная         Авторы   Статьи   Год проведения   Тематика   Организации        Конференция МЭС

Оценка использования систолических массивов при реализации алгоритмов умножения матриц на ПЛИС
Авторы
	Пасынков С.В.
	Ильясов Р.Ф.
Год публикации
	2021
DOI
	10.31114/2078-7707-2021-3-76-80
УДК
	004.021
Аннотация
	Фундаментальным строительным блоком многих алгоритмов, таких как анализ данных и нейронные сети, является умножение матриц. В течение последних десятилетий систолические массивы зарекомендовали себя в качестве оптимального и высокоэффективного решения, и в последнее время интерес к ним только увеличился. Цель данной статьи - определить оптимальный метод умножения двух матриц в зависимости от максимально возможной тактовой частоты и ресурсов ПЛИС для реализации проекта. Для проведения измерений мы реализовали два дизайна на языке описания аппаратуры Verilog для умножения матриц 3 на 3 и 10 на 10 с использованием систолического массива. В дополнение к вышеперечисленным дизайнам мы также реализовали дизайны на языке описания аппаратуры Verilog для умножения матриц 3 на 3 и 10 на 10 без использования систолических массивов. ПЛИС Cyclone IV включают комбинацию встроенных ресурсов, которые помогают повысить производительность и известны как выделенные блоки цифровой обработки сигналов (DSP). Поэтому в дополнение к вышеуказанным дизайнам умножения матриц на устройствах FPGA было решено реализовать конструкцию для умножения матриц с использованием встроенных блоков умножения. Сравнение двух реализаций умножения проводилось с использованием встроенных функций программы Quartus Prime. Результаты этой работы показали, что алгоритм систолического массива до сих пор является оптимальным и высокоэффективным решением для использования в приложениях линейной алгебры. Используя его, можно ускорить выполнение операций перемножения, а также уменьшить количество требуемых элементов для реализации дизайна на языке описания аппаратуры Verilog.
Ключевые слова
	Verilog, умножение, матрицы, систолический массив, блоки умножения, DSP block.
Ссылка на статью
	Пасынков С.В., Ильясов Р.Ф. Оценка использования систолических массивов при реализации алгоритмов умножения матриц на ПЛИС // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). 2021. Выпуск 3. С. 76-80. doi:10.31114/2078-7707-2021-3-76-80
Адрес статьи
	http://www.mes-conference.ru/data/year2021/pdf/D032.pdf