一种极低IO带宽需求的大维度矩阵链式矩阵乘法器设计

作     者：宋宇鲲 郑强强 王泽中 张多利 Song Yukun;Zheng Qiangqiang;Wang Zezhong;Zhang Duoli

作者机构：合肥工业大学电子科学与应用物理学院 

基　　金：国家自然科学基金(61106020) 

出 版 物：《电子技术应用》 (Application of Electronic Technique)

年 卷 期：2019年第45卷第9期

页      码：32-38页

摘      要：大维度矩阵乘法常采用子矩阵分块法实现,子矩阵的最大规模决定了整个矩阵乘法执行速度。针对经典脉动结构直接处理的矩阵规模受IO带宽限制严重的问题,提出了一种极低IO带宽需求的大维度矩阵链式乘法器结构,并完成了硬件设计实现与性能验证工作。主要工作如下:(1)优化了矩阵乘法的数据组织,实现输入矩阵规模与IO带宽无关,能够最大限度地利用器件内部逻辑和存储资源;(2)根据优化后数据组织形式设计了链式乘法器硬件,实现源数据计算和传输重叠操作;(3)增强乘法器对矩阵规模的适应性,所设计的链式乘法器可实时配置为多条独立链,并行多组运算;(4)在Xilinx C7V2000T FPGA芯片上完成不同种规模的链式乘法器硬件实现和性能测试工作,在该芯片上本文提出的链式乘法器最多支持800个运算单元,是经典脉动结构规模的8倍;在相同运算器个数下,本文提出的链式乘法器只使用经典脉动结构运算1/8的IO带宽即获得相等性能。

主 题 词：矩阵乘 脉动 链式 IO带宽 FPGA 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.16157/j.issn.0258-7998.190450

馆 藏 号：203775055...