Ситстолические массивы

Систолические массивы были предложены в 1978 г. и его коллегами из Университета Карнеги-Меллона. Они были разработаны для высокоскоростной числовой обработки и ориентированы на реализацию преимуществ СБИС, содержащих множество простейших распределенных арифметических элементов (АЕ – Arithmetic Elements). На рис. 2.1. показана структура одного из простейших арифметических элементов, предназначенного для получения внутреннего произведения. Этот арифметический элемент принимает до трех входных данных (А’=А), а в выходном регистре В’ – значение выходных данных (В’=В). Над входными данными А, В и С элемент выполняет вычисления по формуле С+АхВ из заносит в выходной регистр С значение результата С’.

А’,В’ и С’ получаются через один временной интервал после ввода А, В и С.

А

+ С

С’ С’

Х

В В’ В’

А’

А’

.Рис.

На основные операционные элементы, расположенные на периферии матрицы, регулярно подается поток данных, а управление всей систолической матрицей производится по конвейерному принципу. Другими словами, введенный поток данных, проходя все ступени конвейера, обрабатывается каждым операционным устройством и после обработки выводится. Чем больше ступеней конвейера, тем легче добиться более высокой скорости обработки при определенной скорости потока входных данных (ширине полосы потока данных). Таким образом, каждая ячейка выполняет операции, ритмично чередуя прием и передачу данных в ходе обмена с окружающими ее ячейками (подобно биению сердца), что делает данную структуру удобной для реализации в виде СБИС.

Структура связей в массиве определяется конкретными областями и используемыми систолическими алгоритмами. Систолические структуры могут быть организованы не только как одномерные конвейеры с однонаправленным потоком данных, но и как конвейеры с двусторонней связью между соседними основными операционными элементами, двумерные конвейеры и т.д., а также как структуры с различными скоростями передачи в каналах связи.

Поиск по сайту: