Matrisemultiplikasjon i FPGA

Abstract

Denne rapporten omhandler matrisemultiplikasjon i FPGA. Det er laget systemer for multiplikasjon av NxN matriser med størrelse 4x4 og 12x12. Systemene er skrevet i Händel C i dataverktøyet DK Design Suite 3.1 fra Celoxica. Sentralt i systemene er sum av produkter operasjoner. Operasjonene utføres av uavhengige prosesseringsenheter som er realisert på to måter. Den første typen enheter kan brukes uavhengig av matrisestørrelse og bruker lite ressurser, men bruker mange steg på å beregne elementene i produktmatrisen. Den andre typen må tilpasses matrisestørrelsen den skal brukes på og bruker mer ressurser enn den første typen, men beregner elementene produktmatrisen med færre steg. Systemene er testet for funksjon og om de får plass i FPGAen(Xilinx Virtex-II XC2V6000), videre testing av I/O, optimalisering av ytelse, etc. har måttet utgå pga tidsnød mot slutten av arbeidet med systemene. Systemene bruker lite av ressursene i FPGAen, i størrelsesorden < 1 % med unntak av multiplikasjonsblokkene som utnyttes opptil 100 %. Systemene er sammenliknet med tidligere designede systemer for matrisemultiplikasjon og bruker mindre av ressursene i FPGAen (for design mot samme FPGA) og oppnår estimert bedre ytelse enn tidligere design for samme matrisestørrelse. Tilslutt i rapporten skisseres mulige utvidelser og forbedringer av systemene.