一种基于约化因子上三角矩阵求逆的FPGA实现方法

• 作者: 周杨 杨海钢 王佳薇 黄志洪
• 来源期刊: 太赫兹科学与电子信息学报
• 学科: 工学
• 关键词: 矩阵求逆 现场可编程门阵列 约化因子
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 微电子、微系统与物理电子学
• 页码范围: 342-346,362
• 页数: 6页
• 分类号: TN402
• 字数: 2668字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11805/TKYDA201802.0342

摘要

矩阵运算广泛应用于实时性要求的各类电路中,其中矩阵求逆运算最难以实现.基于现场可编程门阵列(FPGA)实现矩阵求逆能够充分发挥硬件的速度与并行性优势,加速求逆运算过程.基于改进的脉动阵列的计算架构,采用一种约化因子求逆的优化算法,将任意一个n×n阶上三角矩阵转换成对角线为1的上三角矩阵,使得除法运算与乘加运算分离开来,大大简化矩阵求逆运算过程.以一个4x4阶上三角矩阵求逆为例,在Xilinx ISE平台下,采用Virtex5 FPGA完成算法实现与功能验证,在14个周期内,使用了2个除法器,3个乘法器与4个加法器实现整个矩阵求逆运算.相比于经典的脉动阵列架构,仅占用近一半资源的同时,性能提升了26.43％;相比于集成更多处理单元(PE)的脉动阵列实现方式,在性能近乎不变的情况下,耗费的资源缩减到1/4,大幅度提升了资源利用率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨海钢	中国科学院电子学研究所可编程芯片与系统研究室	134	485	10.0	15.0
5	黄志洪	中国科学院电子学研究所可编程芯片与系统研究室	16	24	3.0	4.0
6	周杨	中国科学院电子学研究所可编程芯片与系统研究室	9	50	4.0	7.0
10	王佳薇	中国科学院电子学研究所可编程芯片与系统研究室	2	3	1.0	1.0