在脉动阵列机中,各处理单元之间的结构形式与算法紧密相关,可以 是矩形、三角形或六边形等不同的形式。输入数据流和结果数据流可以 多种速度在多个方向上同时流动,而每个处理单元只接收前一组处理单 元送来的数据,并向后一处理单元传送结果。只有边缘上的处理单元才 能作为输入输出端口,与存储器传送数据。 2脉动阵列机的组成原理 脉动阵列机与算法紧密相关,下面仅以简单_维数组的运算过程来说 明脉动阵列机的组成原理。设有二维数组厢和B,进行乘法运算,其数学 表达式如下: doo ao1 boo be A B b A:B aoo bo+ao.b bor aor b, b bo aro. bot au. bu
A·B = a00·b00 + a01·b10 a00·b01 + a01·b11 a10·b00 + a11·b10 a10·b01+ a11·b11 在脉动阵列机中，各处理单元之间的结构形式与算法紧密相关，可以 是矩形、三角形或六边形等不同的形式。输入数据流和结果数据流可以 多种速度在多个方向上同时流动，而每个处理单元只接收前一组处理单 元送来的数据，并向后一处理单元传送结果。只有边缘上的处理单元才 能作为输入输出端口，与存储器传送数据。 2.脉动阵列机的组成原理 脉动阵列机与算法紧密相关，下面仅以简单二维数组的运算过程来说 明脉动阵列机的组成原理。设有二维数组A和B，进行乘法运算，其数学 表达式如下： 则 A = a00 a01 a10 a11 B = b00 b01 b10 b11
Vin 如果每一个处理单 元PE能在每一步中执行 22x*入,Ⅻ出 (a)每一个PE功能 ←从的操作。那么 就可以构成能进行2×2 的二维矩形脉动阵列机 其示意如图92所示。 (b)二维脉动阵列结构 图9.2脉动阵列结构示意图
如果每一个处理单 元PE能在每一步中执行 z←z+x入*y入，x出←x入， y出←y入的操作。那么， 就可以构成能进行2×2 的二维矩形脉动阵列机， 其示意如图9.2 所示。 图9.2 脉动阵列结构示意图
在进行2×2二维矩阵的乘法运算时,每经过一个时钟 脉冲,数据向前推动一步,其过程如图9.3所示。 在时钟t时刻,各处理单元PE的累加器赋初值0;时 钟,输入0和如0,进行ab运算,a和如向前推进 ;在时钟时刻,输入a0、h0、动和如,并进行下一步 向量元素的乘法与加法运算,元素继续向前推进;依次类 推。经过4个时钟周期,完成2×2二维数组A的乘法运
在进行2×2二维矩阵的乘法运算时，每经过一个时钟 脉冲，数据向前推动一步，其过程如图9.3所示。 在时钟t0时刻，各处理单元PE的累加器赋初值0；时 钟t1，输入a00和b00，进行a00·b00运算，a00和b00向前推进 ；在时钟t2时刻，输入a10、b10、a01和b01，并进行下一步 向量元素的乘法与加法运算，元素继续向前推进；依次类 推。经过4个时钟周期，完成2×2二维数组A和B的乘法运 算
b 0 10 0 0=--=- 0a01a00 0 aa a11a100 0 0a1a10 0 2自 L4 I3 (a)t时刻 (b)n1时刻 0 00 0 b 0 auboo laio o b (c)t2时刻 (d)t3时刻 (e)t4时刻 图93二维矩阵在脉动阵列机上的相乘过程
图9.3 二维矩阵在脉动阵列机上的相乘过程
9.1.2面向特定算法脉动阵列机 的结构形式 1.面向特定算法脉动阵列机的结构形式 脉动阵列机是针对某些特定算法而设计的,适合于特定的领域。 例如,在信号图像处理和模式识别等领域中,用于求解有限冲激响应 (「R)和无限冲激响应(IR)滤波,进行维和二维卷积、离散傅 立叶变换等。在矩阵运算中,用于矩阵-矢量乘法、矩阵·矩阵乘法去、 三角形线性方程组求解等。在非数值型领域中,用于堆栈、队列及类 等数据结构的描述。 根据求解问题的不同,脉动阵列机可以是维线性阵列、二维 矩形阵列、二维六边形阵列、二叉树形阵列以及三角形阵列等形式, 如图94所示
9.1.2面向特定算法脉动阵列机 的结构形式 1.面向特定算法脉动阵列机的结构形式 脉动阵列机是针对某些特定算法而设计的，适合于特定的领域。 例如，在信号图像处理和模式识别等领域中，用于求解有限冲激响应 （FIR）和无限冲激响应（IIR）滤波，进行一维和二维卷积、离散傅 立叶变换等。在矩阵运算中，用于矩阵—-矢量乘法、矩阵—-矩阵乘法、 三角形线性方程组求解等。在非数值型领域中，用于堆栈、队列及类 等数据结构的描述。 根据求解问题的不同，脉动阵列机可以是一维线性阵列、二维 矩形阵列、二维六边形阵列、二叉树形阵列以及三角形阵列等形式， 如图9.4 所示