SU1587539A1

SU1587539A1 - Устройство дл вычислени свертки

Info

Publication number: SU1587539A1
Application number: SU884450377A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Якуш; Николай Александрович Лиходед; Павел Иосифович Соболевский; Виктор Васильевич Косьянчук
Original assignee: Минское Высшее Инженерное Зенитное Ракетное Училище Противовоздушной Обороны
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-08-23

Abstract

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ И УСТРОЙСТВАХ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УСТРОЙСТВА ЗА СЧЕТ ВЫЧИСЛЕНИЯ СВЕРТКИ ПО РЕКУРСИВНОМУ АЛГОРИТМУ. УСТРОЙСТВО СОДЕРЖИТ МАТРИЦЫ P 0 . J ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ (J, P 0 - РАЗМЕРНОСТИ СООТВЕТСТВЕННО ВЫХОДНОГО ВЕКТОРА Y, ВЕКТОРА ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ Ω) И J РЕГИСТРОВ. В ОСНОВУ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ПОЛОЖЕН АЛГОРИТМ ВЫЧИСЛЕНИЯ СВЕРТКИ, КОТОРЫЙ ЗАДАН РЕКУРРЕНТНЫМИ СООТНОШЕНИЯМИ Y (-1) = 0, Y (P) = Y (P-1) + ΩP XI - P, P = 0, P 0 - 1, Y (P) = Y (P-1) + RP 0+P 1-P Y I-P 0- P 1-P 1P = P 0, D 1+P 1-1, YI = YI(P 0+P 1-1). ОСОБЕННОСТЯМИ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ЯВЛЯЕТСЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО-ПОТОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛЕНИЙ. ВРЕМЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СВЕРТКИ ДЛЯ L ВХОДНЫХ ВЕКТОРОВ X(L 1P 0 + J - 1), ГДЕ /P 0 + J - 1/ - РАЗМЕРНОСТЬ ВХОДНОГО ВЕКТОРА /X/P 0 + J - 1/, РАВНО P 0 + P 1 + 2J + L - 2 ТАКТОВ. 5 ИЛ.

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в специализированньгх вычислительных машинах и устройствах цифровой обработки сигналов дл вычислени свертки, определ емой рекурсивным .алгоритмом.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет вычислени свертки по рекурсивному алгоритму .

На фиг,1 представлена структурна схема устройства дл вычислени свертки дл случа , Р, с потоками входных и выходных данных; на фиг,2 - функциональна схема

(i,j)-ro вычислительного модул ; на фиг.З - схема (К,j)-го вычислительного модул ,(i 2, 1, j 1,1; К Р, + 2, Р, ,+ Р, + 1; РО, Р, - размерности векторов весовых коэффициентов г ,HW, I - размерность выходного вектора); на фиг.4 - картина распространени вычислительных фронтов устройства; на фиг.5 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство дп вычислени свертки (фиг.1) содержит первую группу инт формационных входов 1, вторую группу информационных входов 2, третью группу информационных входов 3, четвертую группу информационных входов

сл

СХ)

сл

со

4, п тую группу информационных входов 5, синхровход 6, регистры 7, вычислительные модули 8 и 9, группу выходов 10 устройства.

(i.j)-и вычислительный модуль (фиг.2) содержит первый 11, второй 12 и третий 13 информационные вхо- дь, синхровход 14, регистры 15-17, умножитель 18, сумматор 19, первый 20, второй 21 и третий 22 выходы.

(К,)-й вычислительный модуль содержит первьш 23, второй 24 и тре тий 25 информационные входы, синхровход 26, регистры 27-30, умножитель 31, сумматор 32, первьй выход 33, второй выход 34, третий выход 35.

В основу работы устройства положен рекурсивный алгоритм вычислени свертки, который задан рекур- рентными соотношени ми дл ,1-1

уН1 п Y i 0

Y.P (f-n +Шр. , р 0,

ЧР1

(р-1) - ,-Р -РО-Р,Р

р Р„, РО + Р - 1

(

Y. Y- 1 1

При описании работы устройства в обозначении в скобках указываетс номер i-ro рекуррентного шага, а в обозначении Y номер i указьтает номер такта работы устройства .

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии регистры 15-17, 27-30 устанавливаютс в нулевое состо ние.

Рассмотрим работу устройства при вычислении свертки дл входного вектора X (1,5) и начальных значений Y (1,2).

у(0 Y ( 0 О

0

5

0

5

0

На первом такте на вход 2;, подаетс элемент х

-t

При этом в вычислительном модуле 95-7 формируетс значение Y У н + x.W(, на втором такте на входы 2 и 2g2 подаютс соответственно элементы х их,. При этом в вычислительном модуле 9 , формируетс значение Y , в вычислительном модуле 9/;-- значение

.а;,х,.

На третьем такте в вычислитель- значение

,, в вычислительном модуле 9jj, формируетс значение

YV + iXoНа чертвертом такте на вход 2, подаетс значение элемента х. При этом в вычислительном модуле В,, формируетс значение + i У-t j в вычислительном модуле 42 - значение , . в

ном модуле формируетс

У Ч) + г.у .. в вычи.

т вычислительном модуле 9 / .

ние Y V ,- значеНа п том такте с выхода регистра 7, значение Y (, подаетс на выход устройства 10,, в вычислительном модуле Bjj формируетс значение 1 Y , + в вычислительном модуле 9 JJ - значение + +W.,.

На последующих тактах аналогичным образом формируютс остальные элементы Y. (i 2, 1-1). Картина распространени вычислительных фронтов показана на фиг.4, временные диаграммы работы устройства на фиг.5.

Период ввода соответствующих элементов очередного входного вектора x(l,q) равен одному такту работы устройства.

45

Claims

Формула изобретени

На входы 1j, 1 j и 1 5 посто нно подаютс нулевые значени , на входы 3, ЗУ и 3 посто нно подаютс соответственно значени элементов си,, со, и , на входы 4 и 4, посто нно подаютс соответственно значени эле ментов г, и r.j.

На нулевом такте на вход 2.. пода етс элемент х. При этом в вычисли тельном модуле 9 , формируетс значе

f

ние

Устройство дл вых ислени свертки, содержащее матрицу Р х I (Р,, I размерности соответственно вектора SO- фвесовых коэффициентов w и выходного

вектора у) вычислительных модулей, причем первый информационный вход ()-ro вычислительного модул подключен к первому выходу (i,j-1)-ro - вычислительного модул (i ,+ 2, 1. J 27Г; Р, - размерность вектора весовых коэффициентов г), второй информационный вход

Xl/X(t5)

22

16

19

1$

20

Л

21

и

Фиг г

Фиг.З

5 5 7 8 е

|1

Ъ

XN

Л

8ц

ЧЛ

1

;з

1

822

В:

SA

у «/Zf

N л оу

-- «37 °32 Л

823

7 Г

8

33

3i(2

Л

t

Л

V/

л

КЖ

%г

о1УдУ

W л

9б1

62

363

ГхЛрАТ л J

Фиг. 4