电脑加速系统及方法与设计方案
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本技术实施例提出一种电脑加速系统及方法,涉及计算机技术领域。其特征在于,所述系统包括:任务逻辑功能模块,用于实现矩阵运算的基本功能;主接口模块,用于从片上存储器中读取数据,将其传递给任务逻辑功能模块进行运算,并将运算结果写到片上存储器中;从接口模块,用于接收处理器发送过来的地址和控制字,并传递给主接口模块,同时从从主接口模块读取任务逻辑功能模块的工作状态,提供给处理器读取;片上存储器,用于存放矩阵运算数据;处理器,用于发送动作指令以及读取任务逻辑功能模块的工作状态。
技术要求
1.一种电脑加速系统,其特征在于,所述系统包括:
任务逻辑功能模块,用于实现矩阵运算的基本功能;
主接口模块,用于从片上存储器中读取数据,将其传递给任务逻辑功能模块进行运算,
并将运算结果写到片上存储器中;
从接口模块,用于接收处理器发送过来的地址和控制字,并传递给主接口模块,同时从
从主接口模块读取任务逻辑功能模块的工作状态,提供给处理器读取;
片上存储器,用于存放矩阵运算数据;
处理器,用于发送动作指令以及读取任务逻辑功能模块的工作状态。
2.如权利要求1所述的电脑加速系统,其特征在于,所述任务逻辑功能模块包括:
第一目标矩阵存储模块,用于存储进行计算的第一目标矩阵;
第二目标矩阵存储模块,用于存储进行计算的第二目标矩阵;
寄存器模块,用于暂存指令、数据和地址;
高性能点乘计算单元,用于进行矩阵的点乘计算;
缓存器,用于缓存数据信息
高性能求和计算单元,用于进行矩阵的求和计算。
3.如权利要求2所述的电脑加速系统,其特征在于,所述主接口模块包括:
状态机,用于指导各个功能模块间的工作时序;
总线读写器,用于从总线中读写数据;
结果存储器,用于存储结果数据;
数据存储器,用于存储中间数据;
逻辑读写器,用于从逻辑单元中读写数据。
4.如权利要求3所述的电脑加速系统,其特征在于,所述处理器包括:
状态表:用于记载系统中的状态;
第一矩阵表:用于记载第一矩阵的状态;
第二矩阵表:用于记载第二矩阵的状态;
结果地址表:用于记载结果的地址信息。
5.一种基于权利要求1至4之一所述的电脑加速系统的电脑加速方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1:向电脑加速系统写入矩阵在片上存储器中的存储地址,包括数据地址和结果地址;
步骤2:向电脑加速系统写使能控制字;
步骤3:循环读取电脑加速系统工作状态,判断是否运算结束;
步骤4:运算完成后,处理器向电脑加速系统写结束控制字。
6.如权利要求5所述的电脑加速方法,其特征在于,所述电脑加速系统进行矩阵运算的方法包括:
步骤A:对矩阵进行分块处理,然后对各个矩阵块进行并行运算;
步骤B:对矩阵完成分块处理后,各矩阵块并行点乘计算,将结果存入缓存器中,然后进行求和计算,完成矩阵并行计算。
技术说明书
一种电脑加速系统及方法
技术领域
本技术涉及计算机技术领域,具体而言,涉及一种电脑加速系统及方法。
背景技术
实时矩阵运算是过程控制、实时图像处理、实时数字信号处理以及网络控制等系统中最常见且计算量大的运算,其计算性能直接影响到系统性能。
目前大部分矩阵运算都是利用软件来实现,但是随着矩阵维数的增长,软件处理的速度也会大幅变慢。例如在模型预测控制(model predictive control,MPC)应用中,特别是其嵌入式实现,控制器计算负担最大、耗时最多部分就是矩阵运算操作。例如文献在汽车电子MPC控制器系统中,矩阵计算实时性要求很高,实时矩阵计算性能成为MPC控制器在快速系统应用中的瓶颈。
技术内容
本技术的目的在于提供一种电脑加速系统,能够使得电脑在进行矩阵运算的时候,速度更快,效率更高。
本技术的另一目的在于提供一种电脑加速方法,具有相应效果。
为了实现上述目的,本技术实施例采用的技术方案如下:
一种电脑加速系统,其特征在于,所述系统包括:
任务逻辑功能模块,用于实现矩阵运算的基本功能;
主接口模块,用于从片上存储器中读取数据,将其传递给任务逻辑功能模块进行运算,并将运算结果写到片上存储器中;
从接口模块,用于接收处理器发送过来的地址和控制字,并传递给主接口模块,同时从从主接口模块读取任务逻辑功能模块的工作状态,提供给处理器读取;
片上存储器,用于存放矩阵运算数据;
处理器,用于发送动作指令以及读取任务逻辑功能模块的工作状态。
进一步的,所述任务逻辑功能模块包括:
第一目标矩阵存储模块,用于存储进行计算的第一目标矩阵;
第二目标矩阵存储模块,用于存储进行计算的第二目标矩阵;
寄存器模块,用于暂存指令、数据和地址;
高性能点乘计算单元,用于进行矩阵的点乘计算;
缓存器,用于缓存数据信息
高性能求和计算单元,用于进行矩阵的求和计算。
进一步的,所述主接口模块包括:
状态机,用于指导各个功能模块间的工作时序;
总线读写器,用于从总线中读写数据;
结果存储器,用于存储结果数据;
数据存储器,用于存储中间数据;
逻辑读写器,用于从逻辑单元中读写数据。
进一步的,所述处理器包括:
状态表:用于记载系统中的状态;
第一矩阵表:用于记载第一矩阵的状态;
第二矩阵表:用于记载第二矩阵的状态;
结果地址表:用于记载结果的地址信息。
一种电脑加速方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1:向电脑加速系统写入矩阵在片上存储器中的存储地址,包括数据地址和结果地址;步骤2:向电脑加速系统写使能控制字;
步骤3:循环读取电脑加速系统工作状态,判断是否运算结束;
步骤4:运算完成后,处理器向电脑加速系统写结束控制字。
进一步的,所述电脑加速系统进行矩阵运算的方法包括:
步骤A:对矩阵进行分块处理,然后对各个矩阵块进行并行运算;
步骤B:对矩阵完成分块处理后,各矩阵块并行点乘计算,将结果存入缓存器中,然后进行求和计算,完成矩阵并行计算。。
采用上述技术方法,本技术实现的有益效果是: