Статья 5215

Название статьи

RISC-ЯДРО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МНОГОМЕРНЫХ МАССИВОВ

Авторы

Федюнин Роман Николаевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), frn_penza@mail.ru
Войнов Артем Сергеевич, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), voj49@yandex.ru
Сенокосов Илья Владимирович, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), senokosov.i@yandex.ru

Индекс УДК

004.272.42

Аннотация

Актуальность и цели. Работа на стыке нескольких областей математиче-ских и информационных дисциплин дает результаты, которые находят приме-нение в различных прикладных областях, таких как цифровая обработка сигна-лов, криптография и пр. Элементы матричной алгебры позволяют создать ал-горитмы параллельной и распределенной обработки многомерных массивов. Реализация на программируемой логической интегральной схеме позволяет сделать быструю и дешевую апробацию схемотехнической и программной ре-ализации математического аппарата. Именно поэтому данные тематики широ-ко представлены учеными России и Запада.
Материалы и методы. Исследование и реализация RISC-ядра для обработ-ки многомерных массивов (матриц) проведены на основе формализма теории недетерминированных автоматов с последующим функциональным моделирова-нием RISC-ядра в системе автоматизированного проектирования ALTERA QUARTUS. В качестве основных алгоритмов исследования и реализации блоков взяты алгоритмы матричной алгебры.
Результаты. Приведено подробное описание RISC-ядра для обработки мно-гомерных массивов. Получена модель функционирования RISC-ядра на основе теории недетерминированных автоматов. Предложена система канонических уравнений на основе математической модели RISC-ядра. Произведена схемотех-ническая реализация функциональных блоков RISC-ядра с последующим моде-лированием в системе автоматизированного проектирования Altera Quartus.
Выводы. Предложен способ реализации функциональных блоков RISC-ядра для выполнения операций матричной алгебры. Использована теория недетер-минированных автоматов для реализации модели функциональных блоков уст-ройства. Произведено математическое описание, а затем функциональное мо-делирование устройств на уровне soft-процессора.

Ключевые слова

RISC-ядро, SOFT-ядро, функциональный блок обработки многомерных массивов, матричная алгебра, система автоматизированного проектирования ALTERA QUARTUS.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. URL: https://www.altera.com/
2. Карацуба, Е. А. Быстрые алгоритмы и метод БВЕ / Е. А. Карацуба. – М. : Ви-льямс, 2008. – 341 с.
3. Вашкевич, Н. П. Недетерминированные автоматы в проектировании систем параллельной обработки : учеб. пособие / Н. П. Вашкевич. – Пенза : Изд-во Пенз-ГУ, 2004. – 280 с.
4. Вашкевич, Н. П. Формальное описание алгоритма управления взаимодейст-вующими параллельными процессами в задаче «производители-потребители» с использованием кольцевого согласующего буфера / Н. П. Вашкевич, Р. А. Бикта-шев, А. А. Тараканов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2007. – № 4. – С. 98–107.
5. Федюнин, Р. Н. Функциональные блоки АЛУ для конвейерно-параллельной обработки информации на базе однородных вычислительных структур / Р. Н. Фе-дюнин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2007. – № 2. – С. 32–42.
6. Федюнин, Р. Н. Способ реализации аппаратного слоя VLIW архитектуры на базе систолических структур / Р. Н. Федюнин // Известия высших учебных заведе-ний. Поволжский Регион. Технические науки. – 2013. – № 2. – С. 15–22.

 

Дата создания: 31.07.2015 14:31
Дата обновления: 01.10.2015 16:23