Загрузка...

Принцип систолической обработки


Он заключается в выполнении всех стадий обработки каждого элемента данных, извлеченных из памяти, прежде чем результат этой обработки поместить обратно в память.

Этот принцип реализуется систолической матрицей или массивом ПЭ.

В СС данные извлекаются из ОП и последовательно передаются между ПЭ, которые выполняют их обработку, и последний ПЭ сохраняет в ОП окончательный результат.

Линейная СС

Рис.7.19. Линейная СС

Данные передаются в общем случае произвольно.

Объемная СС

Рис.7.20. Объемная СС

По этим параллельным конвейерам как бы «прокачиваются» операнды, т.е. каждый элемент данных извлекается из ОП и ритмически продвигается по матрице ПЭ-тов, прежде чем опять попадет в память.

СС является синхронной системой, т.е. потоки данных синхронизованы единой для всех ПЭ-тов системой тактовых сигналов.

Преимущество систолической обработки:

1). Минимизация обращений к ОП:

Это позволяет согласовать скорость работы ОП со скоростью обработки данных, что в известных системах – несогласованно.

2). Облегчается решение проблемы В/В.

3). СС легко реализовывается по технологии СБИС.

4). Минимизации межсоединений:

70% затрат на изготовление микросхемы идет на транспортировку данных. Ближлежайшие ПЭ связаны между собой.

Проблема использования СС:

Для каждой задачи требуется нахождение своей систолической матрицы. Для реализации преимущества систолической обработки необходимо найти для каждой задачи (класса задач) соответствующие систолические алгоритмы и отобразить их на систолическую структуру.

Примеры:

Систолические алгоритмы найдены для широкого спектра задач числовой обработки, обработки сигналов, символьной обработки.

a) умножение и обращение матриц;

b) решение систем линейных уравнений;

c) дискретное преобразование Фурье;

d) кодирование и декодирование числовых последовательностей.

Загрузка...