KR101842937B1 - Multifuntional proessing appratus - Google Patents
Multifuntional proessing appratus Download PDFInfo
- Publication number
- KR101842937B1 KR101842937B1 KR1020160088659A KR20160088659A KR101842937B1 KR 101842937 B1 KR101842937 B1 KR 101842937B1 KR 1020160088659 A KR1020160088659 A KR 1020160088659A KR 20160088659 A KR20160088659 A KR 20160088659A KR 101842937 B1 KR101842937 B1 KR 101842937B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mac
- butterfly
- output
- input
- read
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/30—Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
- G06F9/30003—Arrangements for executing specific machine instructions
- G06F9/30007—Arrangements for executing specific machine instructions to perform operations on data operands
- G06F9/3001—Arithmetic instructions
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
- G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
일실시예에 의한 다기능 연산 장치는 복수의 MAC(multiply-accumulate) 회로들을 구비한 MAC부; 읽기 주소 그룹을 생성하고, 생성된 상기 읽기 주소 그룹을 메모리로 전달하되, 상기 읽기 주소 그룹은 복수의 읽기 주소들을 구비하는 주소 생성부; 및 복수의 읽기 데이터 그룹들을 저장하는 복수의 뱅크들을 구비하며, 복수의 읽기 데이터 그룹들 중에서 상기 읽기 주소 그룹에 대응하는 읽기 데이터 그룹을 상기 MAC부로 전달하되, 상기 읽기 데이터 그룹은 복수의 읽기 데이터들을 구비하는 상기 메모리를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a multifunctional computation apparatus includes a MAC unit having a plurality of multiply-accumulate (MAC) circuits; Generating a read address group and transferring the read address group to a memory, wherein the read address group includes a plurality of read addresses; And a plurality of banks for storing a plurality of read data groups, the read data group transferring a read data group corresponding to the read address group among the plurality of read data groups to the MAC unit, And the memory.
Description
이하 설명하는 기술은 다기능 연산 장치에 관한 것이다.The technique described below relates to a multifunctional computing device.
MAC(multiply-accumulate) 회로는 곱셈기와 곱셈기의 출력에 연결된 누적기를 구비한다. MAC 회로는 유한 임펄스 응답 필터(FIR filter), 무한 임펄스 응답 필터(IIR filter), 고속 푸리에 변환(FFT) 및 역 푸리에 변환(IFFT) 등 다양한 용도에 사용되고 있다. MAC 회로는 초기에는 DSP(digital signal processor)에 많이 적용되었으나, 현재에는 GPP(general purpose processor)에도 흔히 적용되고 있다. A multiply-accumulate (MAC) circuit has a multiplier and an accumulator connected to the output of the multiplier. The MAC circuit is used for various purposes such as a finite impulse response filter (FIR filter), an infinite impulse response filter (IIR filter), a fast Fourier transform (FFT) and an inverse Fourier transform (IFFT). The MAC circuit was initially applied to a DSP (digital signal processor), but nowadays it is also applied to a general purpose processor (GPP).
복수의 MAC을 병렬로 사용하는 다중 MAC의 종래기술로서 한국등록특허 제10-0835173호(발명의 명칭: 곱셈 누적 연산을 위한 디지털 신호처리 장치 및 방법)에 개시된 기술이 있다. 종래기술에 의하면, 제어부가 매 클록 사이클마다 인스트럭션(instruction)을 프로그램 메모리로부터 호출하여 데이터 어드레스 생성부에 전달하여야 한다. 이는 제어부에 많은 부하를 주고 전체 시스템의 효율을 저하시킨다. There is a technique disclosed in Korean Patent No. 10-0835173 entitled " Device and method for digital signal processing for multiply accumulation operation " as a conventional technique of multiple MACs using a plurality of MACs in parallel. According to the related art, the control unit calls the instruction from the program memory every clock cycle and transfers it to the data address generation unit. This gives a lot of load to the control unit and lowers the efficiency of the whole system.
따라서, 본 개시는 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제어부가 매 클록 사이클마다 인스트럭션을 프로그램 메모리로부터 호출할 필요가 없는 다기능 연산 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present disclosure is directed to solving the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a multifunctional computation apparatus in which the control unit does not need to call an instruction from program memory every clock cycle.
또한, 본 개시는 복수의 MAC 회로들을 동시에 사용하면서도, 사용되는 메모리의 용량을 최소화할 수 있는 다기능 연산 장치를 제공하는 것이다.The present disclosure also provides a multifunctional computation apparatus capable of minimizing the capacity of a memory to be used while simultaneously using a plurality of MAC circuits.
일실시예에 의한 다기능 연산 장치는 복수의 MAC(multiply-accumulate) 회로들을 구비한 MAC부; 읽기 주소 그룹을 생성하고, 생성된 상기 읽기 주소 그룹을 메모리로 전달하되, 상기 읽기 주소 그룹은 복수의 읽기 주소들을 구비하는 주소 생성부; 및 복수의 읽기 데이터 그룹들을 저장하는 복수의 뱅크들을 구비하며, 복수의 읽기 데이터 그룹들 중에서 상기 읽기 주소 그룹에 대응하는 읽기 데이터 그룹을 상기 MAC부로 전달하되, 상기 읽기 데이터 그룹은 복수의 읽기 데이터들을 구비하는 상기 메모리를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a multifunctional computation apparatus includes a MAC unit having a plurality of multiply-accumulate (MAC) circuits; Generating a read address group and transferring the read address group to a memory, wherein the read address group includes a plurality of read addresses; And a plurality of banks for storing a plurality of read data groups, the read data group transferring a read data group corresponding to the read address group among the plurality of read data groups to the MAC unit, And the memory.
본 개시에 의한 다기능 연산 장치는 주소 발생부가 룩업 테이블(lookup table) 또는 스테이트 머신(state machine)을 구비하여 제어부의 개입 없이 주소를 생성함으로써 제어부의 부하를 줄일 수 있다는 장점이 있다. The multifunctional computation apparatus according to the present invention has an advantage that the address generation unit includes a lookup table or a state machine to generate an address without intervention of the control unit, thereby reducing the load of the control unit.
또한, 다기능 연산 장치는 복수의 뱅크들 간에 충돌이 발생하지 아니하도록 미리 정해진 순서로 데이터를 저장함으로써, 요구되는 메모리의 용량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.In addition, the multifunctional operation apparatus has an advantage that the capacity of a required memory can be reduced by storing data in a predetermined order so that collision does not occur between a plurality of banks.
도 1은 실시예에 의한 다기능 연산 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 10은 도 1에 도시된 다기능 연산 장치가 8개의 MAC을 구비하며, 16-포인트 FFT(16-point fast Fourier transform) 연산을 수행하는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 14는 다기능 연산 장치가 8개의 MAC 회로들을 구비하며, FIR 연산을 수행하는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing a multifunctional computation apparatus according to an embodiment.
FIGS. 2 to 10 are diagrams for explaining operations when the multifunctional computation apparatus shown in FIG. 1 has eight MACs and performs a 16-point fast Fourier transform (FFT) operation.
11 to 14 are diagrams for explaining the operation in the case where the multifunctional computation apparatus has eight MAC circuits and performs the FIR operation.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The following description is intended to illustrate and describe specific embodiments in the drawings, since various changes may be made and the embodiments may have various embodiments. However, it should be understood that the following description does not limit the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the following description.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, but may be used to distinguish one component from another . For example, without departing from the scope of the following description, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular " include "should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms" comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Before describing the drawings in detail, it is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by main functions of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Also, in performing a method or an operation method, each of the processes constituting the method may take place differently from the stated order unless clearly specified in the context. That is, each process may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in the opposite order.
도 1은 실시예에 의한 다기능 연산 장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 다기능 연산 장치는 MAC부(110), 주소 생성부(120, address generator), 메모리(130), 읽기 매퍼(140, write mapper), 쓰기 매퍼(150, read mapper) 및 제어부(160)를 구비한다. 1 is a diagram showing a multifunctional computation apparatus according to an embodiment. 1, the multi-function processor includes a
MAC부(110)는 복수의 MAC 회로들(111) 및 산술부(116, arithmetic unit)를 구비한다. 복수의 MAC 회로들(111) 각각은 곱셈기(112) 및 누적기(115)를 구비한다. 누적기(115)는 곱셈기(112)의 출력을 누적한다. 이를 위하여 누적기(115)는 합산기(113) 및 레지스터(114)를 구비한다. MAC 회로(111)에서 누적기(115)가 생략되거나 레지스터(114)가 생략될 수 있다. MAC 회로(111)에서 레지스터(114)가 생략된 회로는 엄밀하게는 곱셈-덧셈 회로에 해당하나, 본 발명에서는 MAC 회로(111)의 범주 안에 이러한 곱셈-덧셈 회로가 포함되는 것으로 본다. 또한, MAC 회로(111)에서 누적기(115)가 생략된 회로는 엄밀하게는 곱셈 회로에 해당하나, 본 발명에서는 MAC 회로(111)의 범주 안에 이러한 곱셈 회로가 포함되는 것으로 본다. 즉, 본 발명의 MAC 회로(111)는 본연의 곱셈-누적 회로뿐만 아니라 곱셈-덧셈 회로 및 곱셈 회로를 포함하는 넓은 의미의 MAC 회로이다. 산술부(116)는 복수의 MAC 회로들(111)로부터 출력되는 복수의 출력들에 대하여 합, 차, 누적 및 쉬프트 중 적어도 하나의 연산을 수행한다. 산술부(116)는 적어도 하나의 연산의 결과로 얻어지는 하나 이상의 MAC 출력들(Mout1~MoutC, 여기에서 C는 정수)을 출력한다. 산술부(116)은 최종 연산 결과를 알리는 플래그(FL)를 추가적으로 출력할 수 있다. 산술부(116)에서 수행되는 연산은 다기능 연산 장치가 수행하고자 하는 연산(예: FFT, FIR 등)에 따라 변경된다. 따라서, 산술부(116)는 제어부(160)으로부터 전달되는 산술 제어 신호(ACS)에 따라 수행되는 연산이 변경된다. The
주소 생성부(120)는 읽기 주소 그룹(RAG)을 생성하여, 메모리(130)로 전달한다. 읽기 주소 그룹(RAG)은 복수의 읽기 주소들을 구비한다. 주소 생성부(120)는 쓰기 주소 그룹(WAG)을 생성하여, 메모리(130)로 전달한다. 쓰기 주소 그룹(WAG)은 복수의 쓰기 주소들을 구비한다. 주소 생성부는 읽기 매핑 값(RMV) 및 쓰기 매핑 값(WMV)을 생성하여, 읽기 매퍼(140) 및 쓰기 매퍼(150)에 각각 전달한다. The
주소 생성부(120)는 일례로 카운터(122) 및 룩업 테이블(124)를 구비한다. 카운터(122)는 클록 신호(CK)에 따라 변경되는 값을 출력한다. 일례로 카운터(122)는 클록 신호(CK)에 따라 증가하는 정수 값을 출력한다. 룩업 테이블(124)는 복수의 읽기 주소 그룹들 중에서 카운터(122)에서 출력되는 값에 따라 선택된 읽기 주소 그룹(RAG)을 출력한다. 이를 위하여 룩업 테이블(124)은 복수의 읽기 주소 그룹들을 저장한다. 또한, 룩업 테이블(124)는 복수의 쓰기 주소 그룹들 중에서 카운터(122)에서 출력되는 값에 따라 선택된 쓰기 주소 그룹(WAG)을 출력한다. 이를 위하여 룩업 테이블(124)은 복수의 쓰기 주소 그룹들을 저장한다. 쓰기 주소 그룹(WAG)을 룩업 테이블(124)로부터 출력하는 대신에, 읽기 주소 그룹(RAG)을 지연함으로써 쓰기 주소 그룹(WAG)를 얻을 수도 있다. 룩업 테이블(124)은 복수의 읽기 매핑 값들 중에서 카운터(122)에서 출력되는 값에 따라 선택된 읽기 매핑 값(RMV)을 출력한다. 이를 위하여 룩업 테이블(124)는 복수의 읽기 매핑 값들을 저장한다. 룩업 테이블(124)은 복수의 쓰기 매핑 값들 중에서 카운터(122)에서 출력되는 값에 따라 선택된 쓰기 매핑 값(WMV)을 출력한다. 이를 위하여 룩업 테이블(124)는 복수의 쓰기 매핑 값들을 저장한다. The
도면과 달리, 주소 생성부(120)는 스테이트 머신(state machine, 미도시)을 구비할 수 있다. 스테이트 머신은 클록 신호에 따라 읽기 주소 그룹(RAG), 쓰기 주소 그룹(WAG), 읽기 매핑 값(RMV) 및 쓰기 매핑 값(WMV)를 생성한다. 주소 생성부(120)가 스테이트 머신을 구비하는 경우에, 룩업 테이블(124) 또는 카운터(122)는 생략될 수 있다. Unlike the drawing, the
메모리(130)는 복수의 뱅크들(132)을 구비한다. 따라서, 메모리(130)는 동시에 여러 데이터들을 읽거나 쓸 수 있다. 일례로 메모리(130)가 4개의 뱅크들(132)을 구비하는 경우에, 메모리(130)는 동시에 4개의 데이터들을 읽거나 쓸 수 있다. 물론 이 경우, 4개의 데이터들을 서로 다른 뱅크들(132)에 위치하여야 한다. 메모리(130)는 일례로 듀얼-포트 메모리일 수 있다. 이 경우, 메모리(130)는 쓰기 동작과 읽기 동작을 동시에 수행할 수 있다. 일례로 메모리(130)가 4개의 뱅크들(132)을 구비하는 경우에, 메모리(130)는 동시에 4개의 데이터들을 읽고, 4개의 데이터들을 쓸 수 있다. 물론 이 경우, 읽는 4개의 데이터들은 서로 다른 뱅크들(112)에 위치하고, 쓰는 4개의 데이터들도 서로 다른 뱅크들(132)에 위치하여야 한다. The
복수의 뱅크들(132)은 복수의 읽기 데이터 그룹들을 저장한다. 메모리(130)는 복수의 읽기 데이터 그룹들 중에서 읽기 주소 그룹(RAG)에 대응하는 읽기 데이터 그룹(RDG)을 MAC부(110)로 전달한다. 읽기 데이터 그룹(RDG)은 복수의 읽기 데이터들을 구비한다. 복수의 읽기 데이터들 각각은 복소수, 실수 또는 정수일 수 있다. 복수의 읽기 데이터들은 서로 다른 뱅크들(132)로부터 출력된다. 메모리(130)가 제1 내지 제4 뱅크들을 구비하는 경우에, 복수의 읽기 데이터들 중에서 제1 내지 제4 읽기 데이터들이 제1 내지 제4 뱅크들로부터 각각 출력될 수 있다. 복수의 읽기 데이터들은 동일한 로우에 위치할 수 있다. 일례로, 제1 내지 제4 읽기 데이터들은 각각 제1 내지 제4 뱅크들의 첫째 데이터들일 수 있다. 복수의 읽기 데이터들은 서로 다른 로우에 위치할 수 있다. 일례로, 제1 및 제3 읽기 데이터들은 각각 제1 및 제3 뱅크들의 다섯째 데이터들이고, 제2 및 제4 읽기 데이터들은 각각 제2 및 제4 뱅크들의 여섯째 데이터들일 수 있다. The plurality of
복수의 뱅크들(132)은 하나 이상의 쓰기 데이터 그룹들을 저장한다. 메모리(130)는 쓰기 데이터 그룹(WDG)을 쓰기 주소 그룹(WAG)에 대응하는 위치에 저장한다. 쓰기 데이터 그룹(WDG)은 하나 이상의 쓰기 데이터들을 구비한다. 하나 이상의 쓰기 데이터들 각각은 복소수, 실수 또는 정수일 수 있다. 하나 이상의 쓰기 데이터들은 서로 다른 뱅크들(132)에 저장된다. 메모리(130)가 제1 내지 제4 뱅크들을 구비하는 경우에, 하나 이상의 쓰기 데이터들 중에서 제1 내지 제4 쓰기 데이터들이 제1 내지 제4 뱅크들에 각각 저장될 수 있다. 하나 이상의 쓰기 데이터들은 동일한 로우에 저장될 수 있다. 일례로, 제1 내지 제4 쓰기 데이터들은 각각 제1 내지 제4 뱅크들의 첫째 위치에 저장될 수 있다. 복수의 쓰기 데이터들은 서로 다른 로우에 저장될 수 있다. 일례로, 제1 및 제3 쓰기 데이터들은 각각 제1 및 제3 뱅크들의 다섯째 위치에 저장되고, 제2 및 제4 쓰기 데이터들은 각각 제2 및 제4 뱅크들의 여섯째 위치에 저장될 수 있다. The plurality of
읽기 매퍼(140)는 읽기 매핑 값(RMV)에 따라 복수의 읽기 데이터들을 복수의 MAC 입력들(Min1~MinB, 여기에서 B는 정수)로 매핑한다. 쓰기 매퍼(150)는 쓰기 매핑 값(WMV)에 따라 하나 이상의 MAC 출력들(Mout1~MoutC)을 하나 이상의 쓰기 데이터들로 매핑한다. The
제어부(160)는 메모리(130)에 초기 읽기 데이터 그룹들을 저장하고, 룩업 테이블(124)에 복수의 읽기 주소 그룹들을 저장한 후에, 주소 생성부(120)를 구동한다. 제어부(160)는 복수의 MAC 회로들(111)이 동시에 동작함에도 불구하고, 복수의 읽기 데이터들이 복수의 뱅크들(132) 중에서 서로 다른 뱅크들로부터 출력되도록 초기 읽기 데이터 그룹들을 상기 메모리에 저장한다. 또한 제어부(160)는 다기능 연산 장치가 수행하고자 하는 연산에 대응하는 산술 제어 신호(ACS)를 산술부(116)으로 전달한다. 이와 같이 제어부(160)는 주로 다기능 연산 장치의 동작 초기에 관여하고, 다기능 연산 장치가 연산(예: FFT, FIR 등)을 수행하는 동안에는 전혀 관여하지 않거나, 매우 가끔 관여한다. 즉, 연산을 수행하는 동안에는 주로 주소 생성부(120)의 동작에 의하여 연산이 수행된다. 따라서, 제어부(160)의 부담이 줄어든다. 제어부(160)는 일례로 CPU일 수 있다.The
도 1에 도시된 다기능 연산 장치는 FFT 연산을 수행할 수 있다. 도 2 내지 10은 도 1에 도시된 다기능 연산 장치가 8개의 MAC을 구비하며, 16-포인트 FFT(16-point fast Fourier transform) 연산을 수행하는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 16-포인트 FFT의 연산 일례로 "radix2, decimation in time" 연산을 나타내는 도면이다. 16-포인트 FFT 연산은 4개의 스테이지(stage)를 가지고, 각 스테이지에서 8개의 버터플라이 연산들이 수행된다. 16-포인트 FFT는 16개의 입력(X(1)~X(16)) 및 16개의 출력(Y(1)~Y(16))을 가진다. 도 3은 버터플라이 연산을 간략히 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서 버터플라이는 제1 및 제2 버터플라이 입력(x1, x2) 및 회전 인자(twiddle factor, w)를 입력받고, 제1 및 제2 버터플라이 출력(y1, y2)를 출력한다. The multifunctional computation apparatus shown in FIG. 1 can perform FFT operations. FIGS. 2 to 10 are diagrams for explaining operations when the multifunctional computation apparatus shown in FIG. 1 has eight MACs and performs a 16-point fast Fourier transform (FFT) operation. 2 is a diagram showing a "radix2, decimation in time" operation as an example of a calculation of a 16-point FFT. The 16-point FFT operation has four stages, and eight butterfly operations are performed in each stage. A 16-point FFT has 16 inputs (X (1) to X (16)) and 16 outputs (Y (1) to Y (16)). 3 is a diagram for explaining a butterfly operation briefly. 3, the butterfly receives the first and second butterfly inputs x1 and x2 and the twiddle factor w and outputs the first and second butterfly outputs y1 and y2.
도 4는 MAC부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, MAC부(110)는 제1 버터플라이 회로(410) 및 제2 버터플라이 회로(470)를 구비한다. 제1 버터플라이 회로(410)는 제1 내지 제4 MAC 회로들(420, 430, 440, 450) 및 제1 산술부(460)를 구비한다. 제1 내지 제4 MAC 회로들(420, 430, 440, 450) 중 각 MAC 회로는 곱셈기(112) 및 누적기(115)를 포함한다. FFT 모드인 경우에, 각 MAC 회로는 곱셈만을 수행하면 되므로, 누적기(115)는 동작하지 아니한다. 따라서, 누적기(115)에 포함된 레지스터(114)는 리셋(reset) 상태로 동작하며 0을 출력한다. 제1 MAC 회로(420)는 제1 및 제2 MAC 입력들(Min1, Min2)를 곱한 값을 출력한다. 제2 MAC 회로(430)는 제3 및 제4 MAC 입력들(Min3, Min4)를 곱한 값을 출력한다. 제3 MAC 회로(440)는 제5 및 제6 MAC 입력들(Min5, Min6)를 곱한 값을 출력한다. 제4 MAC 회로(450)는 제7 및 제8 MAC 입력들(Min7, Min8)를 곱한 값을 출력한다. 4 is a diagram for explaining the operation of the MAC unit. Referring to FIG. 4, the
제1 산술부(460)는 제1 내지 제4 출력들(Mout1~Mout4)을 출력한다. 제1 출력(Mout1)은 제9 입력(Min9)에 제1 MAC 회로(420)의 출력을 더하고 제2 MAC 회로(430)의 출력을 뺀 값에 해당한다. 제2 출력(Mout2)은 제9 입력(Min9)에 제1 MAC 회로(420)의 출력을 빼고 제2 MAC 회로(430)의 출력을 더한 값에 해당한다. 제3 출력(Mout3)은 제10 입력(Min10)에 제3 MAC 회로(440)의 출력을 더하고 제4 MAC 회로(450)의 출력을 더한 값에 해당한다. 제4 출력(Mout4)은 제10 입력(Min10)에 제3 MAC 회로(440)의 출력을 빼고 제4 MAC 회로(450)의 출력을 뺀 값에 해당한다. 이와 같은 연산을 수행하기 위하여 제1 산술부(460)는 제1 내지 제6 합산부(461~466)를 포함한다. 제1 합산부(461)는 제1 MAC 회로(420)의 출력에서 제2 MAC 회로(430)의 출력을 뺀다. 제2 합산부(462)는 제3 MAC 회로(440)의 출력에 제4 MAC 회로(450)의 출력을 더한다. 제3 합산부(463)는 제9 MAC 입력(Min9)에 제1 합산부(461)의 출력을 더한다. 제4 합산부(464)는 제9 MAC 입력(Min9)에 제1 합산부(461)의 출력을 뺀다. 제5 합산부(465)는 제10 MAC 입력(Min10)에 제2 합산부(462)의 출력을 더한다. 제6 합산부(466)는 제10 MAC 입력(Min10)에 제2 합산부(462)의 출력을 뺀다.The first
제2 버터플라이 회로(470)는 제11 내지 제20 MAC 입력들(Min11~Min20)을 입력받으며, 제5 내지 제8 MAC 출력들(Mout5~Mout8)을 출력한다. 제2 버터플라이 회로(470)의 구성은 제1 버터플라이 회로(420)와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. The
도 4의 버터플라이 회로(410)가 버터플라이 연산을 수행하기 위해서는 제1 버터플라이 입력(x1)의 실수(x1[R]) 및 허수(x1[I])를 제9 및 제10 MAC 입력들(Min9, Min10)에 각각 입력한다. 제2 버터플라이 입력(x2)의 실수(x2[R])를 제1 및 제5 MAC 입력들(Min1, Min5)에 입력한다. 제2 버터플라이 입력(x2)의 허수(x2[I])를 제3 및 제7 MAC 입력들(Min3, Min7)에 입력한다. 회전 인자(w)의 실수(w[R])를 제2 및 제8 MAC 입력들(Min2, Min8)에 입력한다. 회전 인자(w)의 허수(w[I])를 제4 및 제6 MAC 입력들(Min4, Min6)에 입력한다. 이와 같이 입력하면, 제1 MAC 출력(Mout1)이 제1 버터플라이 출력(y1)의 실수에 해당한다. 제2 MAC 출력(Mout2)이 제2 버터플라이 출력(y2)의 실수에 해당한다. 제3 MAC 출력(Mout3)이 제1 버터플라이 출력(y1)의 허수에 해당한다. 제4 MAC 출력(Mout4)이 제2 버터플라이 출력(y2)의 허수에 해당한다. In order to perform the butterfly operation, the
도 5를 참조하면, 메모리(130)는 제1 내지 제6 뱅크들(510~560)을 구비한다. 제1 내지 제4 뱅크들(510~540)은 일례로 듀얼-포트 메모리로서, 4개의 출력과 4개의 입력을 동시에 수행할 수 있다. 제5 및 제6 뱅크들(550~560)은 일례로 싱글-포트 메모리로서, 2개의 출력을 동시에 수행할 수 있다. Referring to FIG. 5, the
제1 내지 제4 뱅크들(510~540)은 제1 내지 제4 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 버터플라이 입력들(X1~X4)을 출력한다. 제1 내지 제4 뱅크들(510~540)은 제1 내지 제4 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 버터플라이 출력들(Y1~Y4)을 입력받는다. 제5 및 6 뱅크들(550, 560)은 제1 및 제2 회전 인자 주소들(WA1, WA2)에 각각 대응하는 제1 및 제2 회전 인자들(W1, W2)을 출력한다. The first to
제1 내지 제4 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4) 및 제1 및 제2 회전 인자 주소들(WA1, WA2)은 도 1의 읽기 주소 그룹(RAG)에 대응한다. 즉, 읽기 주소 그룹(RAG)은 복수의 읽기 주소들로서 제1 내지 제4 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4) 및 제1 및 제2 회전 인자 주소들(WA1, WA2)을 포함한다. 제1 내지 제4 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)이 도 1의 쓰기 주소 그룹(WAG)에 대응한다. 즉, 쓰기 주소 그룹(WAG)은 복수의 쓰기 주소들로서 제1 내지 제4 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)을 포함한다. 제1 내지 제4 버터플라이 입력들(X1~X4) 및 제1 및 제2 회전 인자들(W1, W2)이 도 1의 읽기 데이터 그룹(RDG)에 대응한다. 즉, 읽기 데이터 그룹(RDG)은 복수의 읽기 데이터들로서 제1 내지 제4 버터플라이 입력들(X1~X4) 및 제1 및 제2 회전 인자들(W1, W2)을 포함한다. 제1 내지 제4 버터플라이 출력들(Y1~Y4)이 도 1의 쓰기 데이터 그룹(WDG)에 대응한다. 즉, 쓰기 데이터 그룹(WDG)은 복수의 쓰기 데이터들로서 제1 내지 제4 버터플라이 출력들(Y1~Y4)을 포함한다. The first to fourth butterfly input addresses XA1 to XA4 and the first and second rotation factor addresses WA1 and WA2 correspond to the read address group RAG in Fig. That is, the read address group RAG includes first to fourth butterfly input addresses XA1 to XA4 and first and second rotation factor addresses WA1 and WA2 as a plurality of read addresses. The first to fourth butterfly output addresses YA1 to YA4 correspond to the write address group WAG in Fig. That is, the write address group WAG includes the first to fourth butterfly output addresses YA1 to YA4 as a plurality of write addresses. The first to fourth butterfly inputs X1 to X4 and the first and second rotational factors W1 and W2 correspond to the read data group RDG in Fig. That is, the read data group RDG includes first to fourth butterfly inputs X1 to X4 and first and second rotational factors W1 and W2 as a plurality of read data. The first to fourth butterfly outputs Y1 to Y4 correspond to the write data group WDG in Fig. That is, the write data group WDG includes first through fourth butterfly outputs Y1 through Y4 as a plurality of write data.
메모리(130)는 FFT 연산 중에 복수의 뱅크들(510~560) 간 충돌이 발생하지 않도록 소정의 순서에 따라 초기 읽기 데이터 그룹들(X(1)~X(16), W(1)~W(8))을 저장한다. 초기 읽기 데이터 그룹들(X(1)~X(16), W(1)~W(8))은 FFT 연산 전에 메모리(130)에 저장된 값으로서, 일례로 제어부(160)에 의하여 저장된다. 도면에서 1/X(1)은 1번지에 X(1)이 저장됨을 의미하고, 5/W(1)은 5번지에 W(1)이 저장되었음을 의미한다. The
16 포인트 FFT 입력들(X(1)~X(16))은 일반적으로 순차적으로(X(1), X(2), X(3), X(4), X(5), X(6), X(7), X(8), X(9), X(10), X(11), X(12), X(13), X(14), X(15), X(16)) 저장되어 있으나, 본 실시예에서는 소정의 순서(X(1), X(2), X(3), X(4), X(7), X(8), X(5), X(6), X(11), X(12), X(9), X(10), X(13), X(14), X(15), X(16))에 따라 저장된다. 일례로 소정의 순서는 순차적이지 않으나, 로우(row) 단위로는 순차적이다. 즉, X(1) 내지 X(4)는 첫 로우에 위치하고, X(5) 내지 X(8)는 둘째 로우에 위치하고, X(9) 내지 X(12)는 셋째 로우에 위치하고, X(13) 내지 X(16)는 넷째 로우에 위치한다. 소정의 순서는 FFT 연산 중에 뱅크들(510~540) 간에 충돌이 발생하지 않도록 사전에 시뮬레이션을 통하여 얻어진다. 여기에서 뱅크들(510~540) 간에 충돌이 일어난다는 것은 제1 내지 제4 버터플라이 입력들(X1~X4) 중 2개 이상의 버터플라이 입력들이 동시에 하나의 뱅크에서 읽어짐을 의미한다. 1개의 뱅크는 동시에 1개의 버터플라이 입력만을 출력할 수 있으므로, 2개 이상의 버터플라이 입력들이 1개의 뱅크에서 읽어져야 하는 상황이 발생하면 정상 동작이 불가능해진다. 시뮬레이션은 프로그램 컴파일 과정에 수행될 수 있다. 예로서, 컴파일러가 뱅크들 간 충돌 여부를 체크해서 충돌이 발생하면 초기 FFT 입력들(X(1)~X(16)) 중에서 일부 입력들의 위치를 바꾸는 과정을 반복함으로써 소정의 순서를 정할 수 있다. The 16 point FFT inputs X (1) through X (16) are generally sequentially (X (1), X (2), X (3), X (4), X (5) ), X (7), X (8), X (9), X (10), X (11), X (12) (4), X (7), X (8), X (5), X (6) (16), X (11), X (12), X (9), X (10), X (13), X (14), X (15) For example, the predetermined order is not sequential but sequential in row units. That is, X (1) to X (4) are located in the first row, X (5) to X (8) are located in the second row, X (9) ) To X (16) are located in the fourth row. The predetermined order is obtained through simulation before the collision between the
8개의 회전 인자들(W(1)~W(8))은 일반적으로 순차적으로(W(1), W(2), W(3), W(4), W(5), W(6), W(7), W(8)) 저장되어 있으나, 본 실시예에서는 소정의 순서(W(1), W(2), W(4), W(3), W(6), W(5), W(7), W(8))에 따라 저장된다. 일례로 소정의 순서는 순차적이지 않으나, 로우(row) 단위로는 순차적이다. 즉, W(1) 및 W(2)는 첫 로우에 위치하고, W(3) 및 W(4)는 둘째 로우에 위치하고, W(5) 및 W(6)는 셋째 로우에 위치하고, W(7) 및 W(8)는 넷째 로우에 위치한다. 소정의 순서는 FFT 연산 중에 뱅크들(550~560) 간에 충돌이 발생하지 않도록 사전에 시뮬레이션을 통하여 얻어진다. The eight rotation factors W (1) to W (8) are generally sequentially (
도 6을 참조하면, 주소 생성기(120)의 룩업 테이블(124)는 버터플라이 룩업 테이블(610), 회전 인자 룩업 테이블(620), 읽기 매핑 값 룩업 테이블(630), 쓰기 매핑 값 룩업 테이블(640) 및 레지스터(650)를 포함한다. 일례로, 제어부(160)가 버터플라이 룩업 테이블(610), 회전 인자 룩업 테이블(620), 읽기 매핑 값 룩업 테이블(630), 쓰기 매핑 값 룩업 테이블(640)에 요구되는 값들을 입력한 후에, 카운터(122)를 구동한다.6, the lookup table 124 of the
버터플라이 룩업 테이블(610)은 카운터(122)의 출력 값에 대응하는 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)를 출력한다. 레지스터(650)는 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)을 하나 이상의 클럭 사이클만큼 지연시킨 복수의 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)를 출력한다. 레지스터(650)에 의한 지연은 복수의 버터플라이 입력들(X1~X4)이 메모리(130)로부터 출력된 후에, 복수의 버터플라이 출력들(Y1~Y4)로서 메모리(130)에 입력될 때까지 소요되는 지연에 대응한다. 도 1에 명시적으로 표시되어 있지는 아니하나, 복수의 버터플라이 입력들(X1~X4)이 메모리(130)로부터 출력된 후에, 복수의 버터플라이 출력들(Y1~Y4)로서 메모리(130)에 입력될 때까지 하나 이상의 클럭 사이클이 소요될 수 있다. 복수의 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)로서 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)을 지연시킨 값을 사용함으로써, 복수의 버터플라이 출력들(Y1~Y4)이 메모리(130) 내에서 복수의 버터플라이 입력들(X1~X4)이 있던 위치에 각각 저장된다.The butterfly lookup table 610 outputs a plurality of butterfly input addresses XA1 to XA4 corresponding to the output value of the
회전 인자 룩업 테이블(620)은 카운터(122)의 출력 값에 대응하는 하나 이상의 회전 인자 주소들(WA1, WA2)을 출력한다. 읽기 매핑 값 룩업 테이블(630)은 카운터의 출력 값에 대응하는 읽기 매핑 값(RMV)을 출력한다. 쓰기 매핑 값 룩업 테이블(640)은 카운터의 출력 값에 대응하는 쓰기 매핑 값(WMV)을 출력한다. The rotation factor lookup table 620 outputs one or more rotation factor addresses WA1, WA2 corresponding to the output value of the
도 7은 버터플라이 룩업 테이블(610)에 저장된 값들을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 제1 사이클에 버터플라이 룩업 테이블(610)은 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)로서 1, 2, 3, 4를 출력한다. 따라서 메모리(130)는 1, 2, 3, 4번지에 위치한 X(1), X(2), X(3), X(4)를 복수의 버터플라이 입력들(X1~X4)로서 출력한다. 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)는 복수의 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)로도 사용되므로, 복수의 버터플라이 출력들(Y1~Y4)이 메모리의 동일 위치 즉 1, 2, 3, 4번지에 저장된다. 제2 사이클에 버터플라이 룩업 테이블(610)은 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)로서 7, 8, 9, 10을 출력한다. 따라서 메모리(130)는 7, 8, 9, 10번지에 위치한 X(7), X(8), X(5), X(6)을 복수의 버터플라이 입력들(X1~X4)로서 출력한다. 복수의 버터플라이 입력 주소들(XA1~XA4)는 복수의 버터플라이 출력 주소들(YA1~YA4)로도 사용되므로, 복수의 버터플라이 출력들(Y1~Y4)이 메모리의 동일 위치 즉 7, 8, 9, 10번지에 저장된다. 같은 방식으로 제3 사이클에 버터플라이 룩업 테이블(610)은 13, 14, 15, 16을 출력하고, 메모리(130)는 X(11), X(12), X(9), X(10)을 출력한다. 제4 사이클에 버터플라이 룩업 테이블(610)은 19, 20, 21, 22를 출력하고, 메모리(130)는 X(13), X(14), X(15), X(16)을 출력한다. 이후의 동작은 이전과 동일한 방식이므로 설명의 편의상 생략한다. 7 is a diagram showing the values stored in the butterfly look-up table 610. FIG. Referring to FIG. 7, in the first cycle, the butterfly lookup table 610
도 8은 회전 인자 룩업 테이블(620)에 저장된 값들을 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 제1 내지 제4 사이클에 회전 인자 룩업 테이블(620)은 하나 이상의 버터플라이 입력 주소들(WA1, WA2)로서 5, NA를 출력한다. 여기서 NA는 출력 값이 없음을 의미한다. 메모리(130)는 5번지에 위치한 W(1)를 하나 이상의 회전 인자들(W1)로서 출력한다. 제5 사이클에 회전 인자 룩업 테이블(620)은 하나 이상의 버터플라이 입력 주소들(WA1, WA2)로서 5, 18을 출력한다. 메모리(130)는 5, 18번지에 위치한 W(1), W(5)를 하나 이상의 회전 인자들(W1, W2)로서 출력한다. 이후의 동작은 이전과 동일한 방식이므로 설명의 편의상 생략한다. 8 is a diagram showing the values stored in the rotation factor lookup table 620. FIG. Referring to FIG. 8, in the first to fourth cycles, the rotation factor lookup table 620
도 9는 읽기 매퍼(140)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 제1 사이클에, 읽기 매퍼(140)는 제2 버터플라이 입력(X2)의 실수(X2[R])를 제1 MAC 입력(Min1)에 매핑시키고, 제1 회전 인자(W1)의 실수(W1[R])를 제2 MAC 입력(Min2)에 매핑시키고, 제2 버터플라이 입력(X2)의 허수(X2[I])를 제3 MAC 입력(Min3)에 매핑시키고, 제1 회전 인자(W1)의 허수(W1[I])를 제4 MAC 입력(Min4)에 매핑시킨다. 같은 방식으로, X2[R], W1[I], X2[I], W1[R], X1[R], X1[I], X4[R], W1[R], X4[I], W1[I], X4[R], W1[I], X4[I], W1[R], X3[R], X3[I]를 제5 내지 제20 MAC 입력(Min5~Min20)에 각각 매핑시킨다. 제2 사이클에, 읽기 매퍼(140)는 X4[R], W1[R], X4[I], W1[I], X4[R], W1[I], X4[I], W1[R], X3[R], X3[I], X2[R], W1[R], X2[I], W1[I], X2[R], W1[I], X2[I], W1[R], X1[R], X1[I]를 제1 내지 제20 MAC 입력(Min1~Min20)에 각각 매핑시킨다. 이후의 동작은 이전과 동일한 방식이므로 설명의 편의상 생략한다.FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the
또한 동일 로우 내에서 데이터들 간의 저장 위치를 변경하고, 그 변경된 로우들에서 변경 규칙을 일정하게 함으로서 매퍼의 복잡도를 낮출 수 있다. 또한 매핑 정보 중 동일 로우 내에서 데이터들 간의 위치 변경에 대한 주소 변경 내용은 읽기 또는 쓰기 주소 메모리(버터플라이 룩업 테이블(610), 회전 인자 룩업 테이블(620))에 통합될 수 있다. 이 과정 수행과 내용은 사전 시뮬레이션에 의해서 결정되고 획득된다.Also, it is possible to reduce the complexity of the mapper by changing the storage position between the data in the same row and making the change rule constant in the changed rows. Also, address changes to the location change between the data within the same row of the mapping information may be incorporated into the read or write address memory (butterfly lookup table 610, rotation factor lookup table 620). The performance and content of this process are determined and obtained by pre-simulation.
도 10은 쓰기 매퍼(150)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 제1 사이클에 쓰기 매퍼(150)는 제1 MAC 출력(Mout1)을 제1 버터플라이 출력(Y1)의 실수 값(Y1[R])에 매핑시키고, 제2 MAC 출력(Mout2)을 제2 버터플라이 출력(Y2)의 실수 값(Y2[R])에 매핑시키고, 제3 MAC 출력(Mout3)을 제1 버터플라이 출력(Y1)의 허수 값(Y1[I])에 매핑시키고, 제4 MAC 출력(Mout4)을 제2 버터플라이 출력(Y2)의 허수 값(Y2[I])에 매핑시킨다. 또한, 제5 내지 8 MAC 출력들(Mout5~Mout8)을 Y3[R], Y4[R], Y3[I], Y4[I]에 각각 매핑시킨다. 제2 사이클에, 제1 내지 8 MAC 출력들(Mout1~Mout8)을 Y3[R], Y4[R], Y3[I], Y4[I], Y1[R], Y2[R], Y1[I], Y2[I]에 각각 매핑시킨다. 이후의 동작은 이전과 동일한 방식이므로 설명의 편의상 생략한다.FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the
도 1에 도시된 다기능 연산 장치는 FIR 연산을 수행할 수 있다. 도 11 내지 13은 다기능 연산 장치가 8개의 MAC 회로들을 구비하며, FIR 연산을 수행하는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다. The multifunctional computation apparatus shown in Fig. 1 can perform the FIR operation. 11 to 13 are diagrams for explaining the operation in the case where the multifunctional computation apparatus has eight MAC circuits and performs an FIR operation.
도 11을 참조하면, MAC부(110)는 8개의 MAC 회로들(111) 및 산술부(116)을 구비한다. 8개의 MAC 회로들(111) 각각은 곱셈기(112) 및 누적기(115)를 구비하여, 2개의 MAC 입력들을 곱하고, 곱해진 값을 누적한다. 산술부(116)는 복수의 덧셈기들을 구비하여, 8개의 MAC 회로들(111)로부터 출력된 값들을 모두 합한다. 홀수째 MAC 입력들(Min1, Min3, ... Min15)가 FIR 필터의 입력이고, 짝수째 MAC 입력들(Min2, Min4, ... Min16)이 FIR 필터의 계수라고 가정하면, MAC부(110)은 동시에 8개의 입력들을 처리할 수 있다. 따라서, 32 탭(tap) FIR 필터일 경우, MAC부(110)가 4 사이클 동작하면 그 결과를 얻을 수 있다. 상술한 바와 같이, 산술부(116)는 제어부(160)으로부터 전달되는 산술 제어 신호(ACS)에 따라 수행되는 연산이 도면과 같이 변경된다. 산술부(116)의 구성이 산술 제어 신호(ACS)에 따라 FFT 연산에 적합하도록 변경되거나, FIR 연산에 적합하도록 변경되는 것은 덧셈기와 스위치 등의 조합을 통하여 간단히 구현할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 구성은 설명의 편의상 생략한다. Referring to FIG. 11, the
도 12를 참조하면, 메모리(130)는 제1 내지 16 뱅크들을 구비한다. 제1 내지 8 뱅크들은 FIR 입력들(In(1)~In(32))을 저장하고, 제9 내지 16 뱅크들은 FIR 계수들(C(1)~C(8))을 저장한다. 메모리(130)는 제1 사이클에 In(1) 내지 In(8)과 C(1) 내지 C(8)을 출력한다. 읽기 매퍼(140)에 의하여 In(1) 내지 In(8)은 Min1, Min3, ... Min15에 매핑되고, C(1) 내지 C(8)은 Min2, Min4, ... Min16에 매핑된다. 제2 사이클에 메모리(130)는 In(9) 내지 In(16)과 C(1) 내지 C(8)을 출력한다. 읽기 매퍼(140)에 의하여 In(9) 내지 In(16)은 Min1, Min3, ... Min15에 매핑되고, C(1) 내지 C(8)은 Min2, Min4, ... Min16에 매핑된다. 이후의 동작은 이전과 동일한 방식이므로 설명의 편의상 생략한다. 계수들(C(1)~C(8))은 지속적으로 출력되므로, 뱅크들을 대신하여 레지스터를 사용하여 구현될 수 있다. 이 경우, 메모리(130)에 사용되는 뱅크들의 개수가 절감될 수 있다. Referring to FIG. 12, the
도 13은 주소 생성부(120)를 스테이트 머신으로 구현한 예를 나타낸다. 읽기 매핑 값(RMV)과, 제9 내지 제16 뱅크로 전달되는 주소는 상수에 해당하므로, 설명의 편의상 도면에 표시하지 않았으며, 제1 내지 제8 뱅크로 전달되는 주소의 생성만을 도면에 표시하였다. 주소 생성부(120)는 카운터(1301), 곱셈기(1302), 제1 내지 제8 덧셈기(1311, 1312, ... 1318)을 구비한다. 카운터(1301)은 0부터 1씩 증가하는 정수를 출력한다. 곱셈기(1302)는 카운터의 출력에 16을 곱한다. 덧셈기들(1311~1318)는 곱셈기(1302)의 출력에 0 내지 7을 더한다. 덧셈기들(1311~1318)의 출력이 제1 내지 제8 뱅크들로 전달된다. 13 shows an example in which the
도 14는 도 11에 표현된 MAC부(110)의 변형 예를 나타내는 도면이다. 도 14를 참조하면, MAC부(110)는 8개의 MAC 회로들(111) 및 산술부(116)를 구비한다. 도 11과 달리 8개의 MAC 회로들(111) 각각은 곱셈기(112)만을 구비한다. 또한, 산술부(116)는 복수의 덧셈기들(117)뿐만 아니라 누적기(115)를 구비한다. 누적기(115)는 덧셈기(113)과 레지스터(114)를 구비한다. 이와 같이, MAC 회로들(111)에 위치한 누적기(115)를 산술부(116)로 옮기는 경우, 누적기(115)의 개수가 줄어들 수 있다는 장점이 있다. FIG. 14 is a diagram showing a modification of the
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. 일례로, 본 실시예에서는 8 MAC을 이용한 FFT 연산이 예시적으로 표현되어 있으나, 당업자라면 이를 충분히 16 MAC 또는 그 이상의 MAC에도 적용할 수 있을 것이다.It should be noted that the present embodiment and the drawings attached hereto are only a part of the technical idea included in the above-described technology, and those skilled in the art will readily understand the technical ideas included in the above- It is to be understood that both variations and specific embodiments which can be deduced are included in the scope of the above-mentioned technical scope. For example, in the present embodiment, an FFT operation using 8 MAC is illustrated by way of example, but a person skilled in the art will be able to apply it to 16 MAC or more MAC.
Claims (19)
읽기 주소 그룹을 생성하고, 생성된 상기 읽기 주소 그룹을 메모리로 전달하되, 상기 읽기 주소 그룹은 복수의 읽기 주소들을 구비하는 주소 생성부; 및
복수의 읽기 데이터 그룹들을 저장하는 복수의 뱅크들을 구비하며, 복수의 읽기 데이터 그룹들 중에서 상기 읽기 주소 그룹에 대응하는 읽기 데이터 그룹을 상기 MAC부로 전달하되, 상기 읽기 데이터 그룹은 복수의 읽기 데이터들을 구비하는 상기 메모리를 포함하며,
상기 주소 생성부는
클럭에 따라 변경되는 값을 출력하는 카운터; 및
복수의 읽기 주소 그룹들 중에서 상기 값에 따라 선택된 상기 읽기 주소 그룹을 출력하는 룩업 테이블을 포함하는 다기능 연산 장치A MAC unit having a plurality of multiply-accumulate (MAC) circuits;
Generating a read address group and transferring the read address group to a memory, wherein the read address group includes a plurality of read addresses; And
And a read data group corresponding to the read address group among a plurality of read data groups to the MAC unit, wherein the read data group includes a plurality of read data groups Said memory comprising:
The address generating unit
A counter outputting a value changed according to a clock; And
And a lookup table for outputting the read address group selected according to the value among the plurality of read address groups,
상기 메모리에 초기 읽기 데이터 그룹들을 저장하고, 상기 주소 생성부에 상기 복수의 읽기 주소 그룹들을 저장한 후에, 상기 주소 생성부를 구동하는 제어부를 더 포함하는 다기능 연산 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a controller for storing initial read data groups in the memory and driving the address generator after storing the plurality of read address groups in the address generator.
상기 제어부는 상기 복수의 MAC 회로들이 동시에 동작하면서도, 상기 복수의 읽기 데이터들이 상기 복수의 뱅크들 중에서 서로 다른 뱅크들로부터 출력되도록 상기 초기 읽기 데이터 그룹들을 상기 메모리에 저장하는 다기능 연산 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the controller stores the initial read data groups in the memory such that the plurality of read data is output from different banks among the plurality of banks while the plurality of MAC circuits operate simultaneously.
상기 복수의 MAC 회로들 각각은 곱셈기 및 누적기를 포함하는 다기능 연산 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of MAC circuits includes a multiplier and an accumulator.
상기 복수의 MAC 회로들 각각은 곱셈기를 포함하거나, 곱셈기 및 덧셈기를 포함하는 다기능 연산 장치.The method according to claim 1,
Each of the plurality of MAC circuits including a multiplier, or a multiplier and an adder.
상기 주소 생성부에서 출력된 읽기 매핑 값에 따라 상기 복수의 읽기 데이터들을 복수의 MAC 입력들로 매핑하고, 상기 복수의 MAC 입력들을 상기 복수의 MAC 회로들로 전달하는 읽기 매퍼(mapper)를 더 포함하는 다기능 연산 장치.The method according to claim 1,
And a read mapper mapping the plurality of read data to a plurality of MAC inputs according to the read mapping value output from the address generation unit and transmitting the plurality of MAC inputs to the plurality of MAC circuits Multifunctional computing device.
상기 MAC부는
상기 복수의 MAC 회로들로부터 출력되는 복수의 출력들에 대하여 합, 차, 누적 및 쉬프트 중 적어도 하나의 연산을 수행하고, 상기 적어도 하나의 연산의 결과로 얻어지는 하나 이상의 MAC 출력들을 출력하는 산술부를 더 포함하는 다기능 연산 장치.The method according to claim 1,
The MAC unit
An arithmetic unit that performs at least one of sum, difference, accumulation, and shift operations on a plurality of outputs from the plurality of MAC circuits and outputs one or more MAC outputs obtained as a result of the at least one operation A multifunctional arithmetic unit.
상기 주소 생성부에서 출력된 쓰기 매핑 값에 따라 상기 하나 이상의 MAC 출력들을 하나 이상의 쓰기 데이터들로 매핑하고, 상기 하나 이상의 쓰기 데이터들을 상기 메모리에 전달하는 쓰기 매퍼(mapper)를 더 포함하는 다기능 연산 장치.10. The method of claim 9,
And a write mapper for mapping the one or more MAC outputs to one or more write data in accordance with the write mapping value output from the address generator and transmitting the one or more write data to the memory, .
상기 다기능 연산 장치가 FFT 모드로 동작할 때,
상기 읽기 데이터 그룹은 상기 복수의 읽기 데이터들로서 하나 이상의 회전 인자들 및 복수의 버터플라이 입력들을 포함하고, 쓰기 데이터 그룹은 상기 복수의 쓰기 데이터들로서 복수의 버터플라이 출력들을 포함하며,
상기 MAC부에 의하여 버터플라이 연산이 수행되는 다기능 연산 장치.10. The method of claim 9,
When the multifunctional computation device operates in the FFT mode,
Wherein the read data group includes one or more rotation factors and a plurality of butterfly inputs as the plurality of read data and the write data group includes a plurality of butterfly outputs as the plurality of write data,
And a butterfly operation is performed by the MAC unit.
상기 주소 생성부는 상기 복수의 버터플라이 출력들이 상기 메모리 내에서 상기 복수의 버터플라이 입력들이 있던 위치에 각각 저장되도록 상기 메모리를 제어하는 다기능 연산 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the address generator controls the memory such that the plurality of butterfly outputs are respectively stored at the positions where the plurality of butterfly inputs were in the memory.
상기 메모리는 FFT 연산 중에 상기 복수의 뱅크들 간 충돌이 발생하지 아니하도록 소정의 순서에 따라 초기 읽기 데이터 그룹들을 저장하는 다기능 연산 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the memory stores initial read data groups in a predetermined order so that collision between the plurality of banks does not occur during an FFT operation.
상기 소정의 순서는 순차적이지 않으나, 로우 단위로는 순차적인 다기능 연산 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the predetermined order is not sequential but sequential in row units.
상기 룩업 테이블은 상기 카운터에서 출력되는 상기 값에 대응하는 하나 이상의 회전 인자 주소들을 출력하는 회전 인자 룩업 테이블; 및 상기 카운터에서 출력되는 상기 값에 대응하는 복수의 버터플라이 입력 주소들을 출력하는 버터플라이 룩업 테이블을 포함하고,
상기 주소 생성부는 상기 복수의 버터플라이 입력 주소들을 지연시킨 복수의 버터플라이 출력 주소들을 출력하는 레지스터를 더 포함하며,
상기 하나 이상의 회전 인자 주소들 및 상기 복수의 버터플라이 입력 주소들을 상기 복수의 읽기 주소들로서 상기 메모리에 전달하고, 상기 복수의 버터플라이 출력 주소들을 복수의 쓰기 주소들로서 상기 메모리에 전달하는 다기능 연산 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the lookup table comprises a rotation factor lookup table for outputting one or more rotation factor addresses corresponding to the value output from the counter; And a butterfly look-up table for outputting a plurality of butterfly input addresses corresponding to the value output from the counter,
Wherein the address generator further includes a register for outputting a plurality of butterfly output addresses delaying the plurality of butterfly input addresses,
And transfers the one or more rotation factor addresses and the plurality of butterfly input addresses to the memory as the plurality of read addresses and transfers the plurality of butterfly output addresses to the memory as a plurality of write addresses.
상기 MAC부는 상기 복수의 MAC 회로들로서 제1 내지 제4 MAC 회로들을 포함하며,
상기 제1 MAC 회로는 제1 MAC 입력 및 제2 MAC 입력을 곱하며,
상기 제2 MAC 회로는 제3 MAC 입력 및 제4 MAC 입력을 곱하며,
상기 제3 MAC 회로는 제5 MAC 입력 및 제6 MAC 입력을 곱하며,
상기 제4 MAC 회로는 제7 MAC 입력 및 제8 MAC 입력을 곱하며,
상기 산술부는 상기 하나 이상의 MAC 출력들로서 제1 내지 제4 MAC 출력을 출력하며,
상기 제1 MAC 출력은 제9 MAC 입력에 상기 제1 MAC 회로의 출력을 더하고 상기 제2 MAC 회로의 출력을 뺀 값에 해당하며,
상기 제2 MAC 출력은 상기 제9 MAC 입력에 상기 제1 MAC 회로의 상기 출력을 빼고 상기 제2 MAC 회로의 상기 출력을 더한 값에 해당하며,
상기 제3 MAC 출력은 제10 MAC 입력에 상기 제3 MAC 회로의 출력을 더하고 상기 제4 MAC 회로의 출력을 더한 값에 해당하며,
상기 제4 MAC 출력은 상기 제10 MAC 입력에 상기 제3 MAC 회로의 상기 출력을 빼고 상기 제4 MAC 회로의 상기 출력을 뺀 값에 해당하는 다기능 연산 장치.12. The method of claim 11,
The MAC unit includes first to fourth MAC circuits as the plurality of MAC circuits,
The first MAC circuit multiplies the first MAC input and the second MAC input,
The second MAC circuit multiplies the third MAC input and the fourth MAC input,
The third MAC circuit multiplies the fifth MAC input and the sixth MAC input,
The fourth MAC circuit multiplies the seventh MAC input and the eighth MAC input,
Wherein the arithmetic unit outputs the first to fourth MAC outputs as the one or more MAC outputs,
The first MAC output corresponds to a value obtained by adding the output of the first MAC circuit to the ninth MAC input and subtracting the output of the second MAC circuit,
The second MAC output corresponding to subtracting the output of the first MAC circuit to the ninth MAC input plus the output of the second MAC circuit,
The third MAC output corresponds to a value obtained by adding the output of the third MAC circuit to the tenth MAC input plus the output of the fourth MAC circuit,
And the fourth MAC output corresponds to a value obtained by subtracting the output of the third MAC circuit from the tenth MAC input minus the output of the fourth MAC circuit.
상기 복수의 버터플라이 입력들 중에서 제1 버터플라이 입력의 실수 값이 상기 제9 MAC 입력에 전달되고,
상기 제1 버터플라이 입력의 허수 값이 상기 제10 MAC 입력에 전달되고,
상기 복수의 버터플라이 입력들 중에서 제2 버터플라이 입력의 실수 값이 상기 제1 및 제5 MAC 입력들에 전달되고,
상기 제2 버터플라이 입력의 허수 값이 상기 제3 및 제7 MAC 입력들에 전달되고,
상기 하나 이상의 회전 인자들 중에서 하나의 회전 인자의 실수 값이 상기 제2 및 제8 MAC 입력들에 전달되고,
상기 하나의 회전 인자의 허수 값이 상기 제4 및 제6 MAC 입력들에 전달되는 다기능 연산 장치.17. The method of claim 16,
Wherein a real value of a first butterfly input from among the plurality of butterfly inputs is passed to the ninth MAC input,
An imaginary value of the first butterfly input is passed to the tenth MAC input,
Wherein a real value of a second butterfly input from among the plurality of butterfly inputs is passed to the first and fifth MAC inputs,
An imaginary value of the second butterfly input is passed to the third and seventh MAC inputs,
Wherein a real value of one of the one or more rotation factors is passed to the second and eighth MAC inputs,
And an imaginary value of the one rotation factor is transmitted to the fourth and sixth MAC inputs.
상기 제1 MAC 출력이 상기 복수의 버터플라이 출력들 중 제1 버터플라이 출력의 실수 값에 해당하고,
상기 제2 MAC 출력이 상기 복수의 버터플라이 출력들 중 제2 버터플라이 출력의 실수 값에 해당하고,
상기 제3 MAC 출력이 상기 제1 버터플라이 출력의 허수 값에 해당하고,
상기 제4 MAC 출력이 상기 제2 버터플라이 출력의 허수 값에 해당하는 다기능 연산 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the first MAC output corresponds to a real value of a first one of the plurality of butterfly outputs,
The second MAC output corresponding to a real value of a second butterfly output of the plurality of butterfly outputs,
Wherein the third MAC output corresponds to an imaginary value of the first butterfly output,
And the fourth MAC output corresponds to an imaginary value of the second butterfly output.
상기 메모리에 초기 FFT 입력들을 저장하고, 상기 주소 생성부에 복수의 버터플라이 입력 주소들을 저장한 후에, 상기 주소 생성부를 구동하는 제어부를 더 포함하는 다기능 연산 장치.12. The method of claim 11,
Further comprising a controller for storing initial FFT inputs in said memory and for driving said address generator after storing a plurality of butterfly input addresses in said address generator.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160088659A KR101842937B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Multifuntional proessing appratus |
US16/317,886 US10949493B2 (en) | 2016-07-13 | 2017-07-10 | Multi-functional computing apparatus and fast fourier transform computing apparatus |
CN201780043429.0A CN109496306B (en) | 2016-07-13 | 2017-07-10 | Multifunctional computing device and fast Fourier transform computing device |
PCT/KR2017/007358 WO2018012828A1 (en) | 2016-07-13 | 2017-07-10 | Multi-function calculation device and fast fourier transform calculation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160088659A KR101842937B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Multifuntional proessing appratus |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170025699A Division KR20180007652A (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Multifuntional proessing appratus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180007523A KR20180007523A (en) | 2018-01-23 |
KR101842937B1 true KR101842937B1 (en) | 2018-05-14 |
Family
ID=61071184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160088659A KR101842937B1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Multifuntional proessing appratus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101842937B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11537323B2 (en) | 2020-01-07 | 2022-12-27 | SK Hynix Inc. | Processing-in-memory (PIM) device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001022577A (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Information processor |
KR100835173B1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-06-05 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and Method for Multiply-and-Accumulate operations in digital signal processing |
-
2016
- 2016-07-13 KR KR1020160088659A patent/KR101842937B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001022577A (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Information processor |
KR100835173B1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-06-05 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and Method for Multiply-and-Accumulate operations in digital signal processing |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11537323B2 (en) | 2020-01-07 | 2022-12-27 | SK Hynix Inc. | Processing-in-memory (PIM) device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180007523A (en) | 2018-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107329734B (en) | Apparatus and method for performing convolutional neural network forward operation | |
US10949493B2 (en) | Multi-functional computing apparatus and fast fourier transform computing apparatus | |
CN103955447B (en) | FFT accelerator based on DSP chip | |
RU2010107218A (en) | SCHEME FOR PACKING AND BINDING VARIABLE IN GRAPHIC SYSTEMS | |
JP3938238B2 (en) | Fast Fourier transform processor | |
KR101859294B1 (en) | Fast fourier transform proessing appratus | |
KR101842937B1 (en) | Multifuntional proessing appratus | |
CN104050148B (en) | Fast Fourier Transform (FFT) accelerator | |
KR20180058166A (en) | Fast fourier transform proessing appratus | |
KR20180007652A (en) | Multifuntional proessing appratus | |
JP2008090455A (en) | Multiprocessor signal processor | |
CN107506332B (en) | Kalman filter quick implementation method | |
CN106776474B (en) | The system and its data exchange, address generating method of vector processor realization FFT | |
KR100284181B1 (en) | Fast Fourier Transform (FFT) Device and Control Method | |
JP6311601B2 (en) | Multistage filter processing apparatus and method | |
CN104767544A (en) | Method for implementing descrambling and dispreading and vector operator | |
CN111145075A (en) | Data processing system | |
CN103677735A (en) | Data processing device and digital signal processor | |
CN112445752B (en) | Matrix inversion device based on Qiaohesky decomposition | |
CN114741352B (en) | FPGA-based bilinear interpolation resampling implementation method and device | |
KR100400726B1 (en) | Finite Impulse Response Filter | |
JPH10214261A (en) | Accumulated parallel arithmetic processing unit and method therefor | |
JP2696903B2 (en) | Numerical calculator | |
JP3180447B2 (en) | Digital signal processor | |
JP3701033B2 (en) | Data-driven information processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
A107 | Divisional application of patent | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |