Устройство для разбиения матриц

(61) (21)22) 46) Я У 43В.Моисеев,ашко,еду хин Г.3) 6) тельство СССРР 15/347, 1986.РАЗБИЕНИЯ МАТРИЦосится к вычислижет быть использоо5457 ельн и ализиро в ан-.ченных дляур авнений. ри п трой и с вано в, предназн ем линейных х еше брет й те ыть исполь нике, может строении с еци ализ иро ванначенных для ри п трой я си в н тв, пре тем лин ных йнь 6 ь сумвторой входы нич, и строист х уравн ся усовершенствоавт, св, У 135420ь изобретения в анием6,ляе а шир к ов ходно схема ональ ного на фи тельн функ г. 4) со сов, злеиггер 25выходы з ации ритмаперво АРСТВЕННЦй НОМИТ БРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТ т СССР 354206496698/24-24110.883.1.90. Бюл,.В.Демидов, Андарь, А.Н.Сеиневич и С. Г,81.35 (088.8)торское свид206, кл. С 06СТРОЙСТВО ДЛЯзобретение отй технике и м относится к вычислинальных возможностеи з еменного транспонирования исматрицы.фиг. 1 показана функциональная устройства; на фчг. 2 - функциая схема М-го выччслительблока (М)К-й строки;3 - схема первого вычислиго блока К-й строки; на фиг.4 ональная схема блока синхрониФа фиг, 5 - блок-схема алгофункционирования устройства в. режиме. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства засчет одновременного транспортиров аниисходной матрицы, Устройство содержитматрицу вычислительных блоков, причемпервый вычислительный блок К-й строки матрицы содержит два регистра,арифметическое устройство и коммутатор. Устройство работает в двух режимах. В первом режиме ввод элементовматрпы осуществляется по строкам итакм образом н ходная матрица транспонируется. Во втором режиме вводисходной матрицы осуществляется гостолбцам и устройство функционируетаналогично прототипу, 5 ил,Устройство содержит вычислительный блок 1 и блок 2 синхронизации,Вычислительный блок (фиг. 2) содержит регистры 3 и 4, .арифметическое устройство 5, комутатор матор 7, регистр 8, первый 9, 10, третий 11 и четвертый 12 синхронизации,Вычислитель;ый блок (фиг. 3) содержит регистры 13 и 14, арифметическое устройс:во 15, коммутатор 16 входы 17-21 синхронизации,Блок 2 синхронизации держит генератор 22 импу мент И 23, счетчик 24, т блок 26 постоянной памят 30 синхронизации. Устройство пр биения квадратно ности Р на две тедназначено для Раз й матрицы А размерреугольные; нижнюю1608 о 90 ак 1 а(о) а . 10 ,кгде К=1, 2 Р 1 левую Ь и верхнюю правую Ч такие, что Ь 7=А) причем на главной диагонали матрицы 7 стоят единицы. Преобразование матрицы А= а Д выполняется11 )по алгоритму исключения Гаусса, в процесс" которого получаются элементы ,., и ц,:)) ) )1 (к 111Р ц-)аккДля простоты описания работы без,потери общности положим Р=4. Условим-,ся, что прием информации во все ре Сгистры осуществляется по заднему фронту синхроимпульса, т.е, в конце такта.Устройство имеет два режима функционирования; в первом режиме ввод и 25обработка элементов разбиваемой мат"рицы А осуществляется по строкам; вовтором режиме функционирования - постолбцам.Поступление исходных данных в первом режиме функционирования организовано следующим образом. На первыйвход М-го вычислительного блока 1 первой строки поступает И-я строка разбиваемой матрицы А, Строки подаются со сдвигом на один такт, т,е. элементы второй строки подаются, сачиная с второго такта, третьей строкиначиная с третьего такта и т.д.Устройство работает следукщим образом.В первом такте регистр 13, 1. 1 ус-,танавливается в положение "1", .причем 1=ц ) элемент а 1 принимается врегистр 14.1,1, причем а =о)45)Во втором такте элемент ц , =1принимается в регистр 4,1.2, элементс.(",) принимается в регистр 3. 1,2,арифметическое устройство5. 1, 1 выполняет операцию деления а 1/а и 50(о) (о)на его выходе формируется частное,равное ц , которое в конце такта принимается в регистр 131. 55В третьем такте элемент ц рав" ный единице, принимается в регистр 4.1.3, элемент а, - в регистр 3.1,3(о 1арифметическое устройство 5.1.3 выполняет операп;ю умножения и на его выходе формируется произведение 1))а, Равное ),с ) которое в конце так-2) д)та принимается в регистр 8.. 2 част )о) (о)) ное а 2/а) равное ц 2) принимается в регистр 3,1,2, арифметическое устройство 15, 1.1 выполняет деление и на его выходе формируется частное(о) у о)а, /а равное ц).) которое в кон,це такта прин:)мается н регистр 13.1.1 В четвертом. такте регистр 13.2.2 устанавливается в единичное состояние, причем )=цг) на выходе сумматора 7,1,2 получается величина а -аг а /(о) со) (о)22 г) а11 а 22 .1. 22) которая В коЙЦе ТакТа прйжмается в регистр 14. 2. 2, величи-на ц, =1 принимается в регистр 4.1,4, элемент а, - в регистр 3.1,4, вели(о)чина 1аф=.).1 ) полученная на выходе арифметического устройства 5.1.3 в конце такта, принимается в регистр(о) (о)8.1.3, величина а /а и элемент Со)21а принимаются соответственно в регистры 4, 1,3 и 3.1,3, частное аф/ /а )=ц 4 с выхода арифметического устройства 15.1.1 принимается в регистр 13. 1. 1, величина а /а, и эле"(о) (о)О)1 Э мент апринимаются соответственно в регистры 4. 1. 2 и 3. 1, 2. В пятом такте величина цгг= принимается в регистр 4.2. 3, арифметическое устройство 5. .3 выполняет.р (о) (о) (о умножение и величина а=ам ау а)г/ /а ) которая формируется на выходе сумматора 7.1,3 в конце такта, записывается в регистр 3.2. 3, арифме- тическое устройство 15.2,2 выполняет деление и частное а /агг=цгз вй) / конце такта принимается в ре;истр 13.2.2, значение произведения1 а), = 11 принимается в рео)гистр 8, 1 . 4 с выхода арифметического устройства 5 . 1 . 4 величина а /а и(о) М И элемент: а 4 принимаются соответственно в регистры 4 .4 ) 3.1.4, а)/а 1 и а (- соответственно в регистры 4.1.3 и 3.1,3, а, /а и а 4 - соот(о) о) й) ветственно в регистры 4, 1.2 и 3.1,2, частное О/а(1) =0 записывается в регистр 13. 1 В щестом-десятом тактах устройство работает аналогичным образом.Поскольку каждый элемент матрицы А в каждом процессорном элементе используется один раз, можно выполнять ЬУ раздугощейдую сче, сос 23, , рат дер всевхоадр и 111тор щее маныхрой весчто К-й с бпри во ся 15, мен ) дов фор 135 160 ожение потока матриц, Каждую слеую матрицу можно подавать с И+1- акта после начала подачи предыдуматрицы,лок 2 синхронизации работает слем образом. По сигналу пуска чик 24 устанавливается в нулевое ояние и открывается элемент И опуская импульсы с выхода генера 22 на вход счетчика 24. Соимое счетчика 24 поступает на кроме одного, разряды адресного а блока 26. На оставшийся разряд ского входа блока 26 поступает или "0" с выхода триггера 25, кой устанавливается в соответствую- состояние сигналом выбора режиункционированияС информационвыходов блока 26 сигналы синхроции подаются на входы синхронизавсех блоков 1. о втором режиме предлагаемое усттво Функционирует аналогично изному. Отличие заключается в том,в первых вычислительных блокахстроки по сигналам синхронизацииока 2 синхронизации блокируетсям элементов разбиваемой матрицыторые регчстры 14.р,с 1, блокчруетабота арифметических устройств.о и разрешаетс: - прохождение элеов с первых информационных выхочерез коммутаторы 16.р,с; на инационные входы,пеГвых регистрове Яв 8690 6 Формула изобретения Устройство дпя разбиения матриц5по и, 1 авт.св, У 1354206, о т л и -чающееся тем, что, сцельюрасширения Функциональных возможностей за счет одновременного транспонирования исходной матрицы, в первыйвычислительный блок Кстроки матрицы вычислительных блоков введены регистр, арифметическое устройство икоммутатор, причем второй вход синхронизации вычислительного блока15 подключен к второму входу признаказаписи первого регистра, третий входсинхронизации вычислительного блокаподключен к входу признака записивторого регистра, информационный вход20 вычислительного блока подключен кинформационному входу второго регистра, входу первого операнда арифметического устройства и первому информационному входу коммутатора, выход25 которого подключен к информационномувходу первого регистра, выход второгорегистра подключен к входу второгооперанда арифметического устройства,выход которого подключен к второму3;) чнфэ .;,.:..:с.иоу вхо-,; коммутатора,ч ерть: и -:ять.; ходы сл.-. роннзац:нвыинст-,ительного алло ки;ь,ключ з,ы оотв тстьенно к у:1 ря:злль 1 ГЕ входу ком"мутатора н к входу у;ц аьления режимом(г аР 734477 =а 4 7 Рг 1444.=Й,"г - а(71 а(,/а(-=а - 744гРгЮЮ:=б; Рг,ЗЗ.Ф):=Ф Составитель Кухаренкоор Н.Тупица Техред М,Моргентал Корректор С.Чекма Подписное ираж 5 комитета по изобрМосква, Ж, Рауш Госуда НТ СС венно 11303 ениямкая на крытиямд. 4/5 дственно-издательский комбинат "Патент" г, Ужгород,агарина