[發明專利]一種基于混合QR分解的最小二乘FPGA求解裝置

有效

• 申請號: 201010139742.4
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101827044A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 張顥;陸繼承;李剛;孟華東;王希勤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

1.一種基于混合QR分解的最小二乘FPGA求解裝置，其特征在于， 針對Ax＝b的混合求解，A為M×N維矩陣，b為M維向量，所述裝置包括 求角單元和N+1個旋轉單元；

求角單元，用于將脈動陣列上三角陣列的對角線元素作為實部，將矩陣 A的第K行轉置的第一個元素或者該對角線元素上一行元素通過旋轉單元 更新后得到的虛部作為虛部，組成復數，通過計算該復數的幅角和模，將模 更新為當前對角線元素，并將幅角同時輸入至各個旋轉單元進行該行元素的 更新；

N+1個旋轉單元，用于分別將脈動陣列中同一行的上三角陣列的非對角 線元素、下三角陣列的元素和線性陣列元素作為N+1個實部，將矩陣A的 第K行轉置的第二至第N個元素、0、向量b的第K個元素或者實部元素的 上一行元素通過旋轉單元更新得到的虛部作為N+1個虛部，組成N+1個復 數，根據求角單元獲得的幅角同時對各個復數進行角度旋轉，將實部更新為 當前元素，并將虛部輸入至該元素對應下一行的元素的更新中；

其中，所述求角單元和旋轉單元依次對脈動陣列的各行元素執行操作， 直到各個元素更新完成。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述求角單元包括：

第一實部輸入端，用于輸入數據1或者第一實部輸出端回傳的數據；

第一虛部輸入端，用于輸入矩陣A的第K行轉置的第一個元素或者第 一個旋轉單元回傳的數據；

求角子單元，用于計算第一實部輸入端和第一虛部輸入端輸入數據組成 的復數的幅角以及當前復數的模，并將所述幅角同時輸入至N+1個旋轉單元 中；

第一實部輸出端，用于輸出當前復數的模，以及將輸出的模保存在求角 寄存器中并回傳更新至該求角單元的第一實部輸入端。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述旋轉單元包括：

第二實部輸入端，用于輸入數據0、1或者該旋轉單元的第二實部輸出 端回傳的數據；

第二虛部輸入端，用于針對第L個旋轉單元輸入矩陣A的第K行轉置 的第L+1個元素或者輸入第L+1個旋轉單元的第二虛部輸出端回傳的數據， L＝1，2，...，N-1；

其中，第N個旋轉單元的第二虛部輸入端輸入0；第N+1個旋轉單元的 第二虛部輸入端輸入向量b的第K個元素或者該旋轉單元的第二虛部輸出端 回傳的數據；

旋轉子單元，用于根據求角單元獲得的幅角對第二實部輸入端和第二虛 部輸入端輸入數據組成的復數進行角度旋轉運算操作；

第二實部輸出端，用于輸出復數轉旋后得到的實部，并將輸出的實部保 存在旋轉寄存器中并回傳更新至該旋轉單元的第二實部輸入端；

第二虛部輸出端，用于輸出復數轉旋轉后得到的虛部，并將輸出的虛部 回傳更新至前一個旋轉單元的第二虛部輸入端；

其中，第一個旋轉單元的第二虛部輸出端輸出的虛部回傳更新至求角單 元的第一虛部輸入端；第N+1個旋轉單元的第二虛部輸入端輸出的虛部回傳 更新至該旋轉單元的第二虛部輸入端。

4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，

所述第二虛部輸入端設置有延遲器，用于控制進行輸入數據的時間延 遲，所述輸入數據的時間延遲為求角子單元進行求角運算的時間。

5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，

所述求角寄存器中保存的各個數據更新為脈動陣列上三角陣列的對角 線元素。

6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，

與N+1個旋轉單元對應的旋轉寄存器中保存的數據分別更新為：與上 三角陣列更新后的對角線元素同一行的N+1個元素。

7.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

信號控制單元，用于在第一實部輸入端、第一虛部輸入端、第二實部輸 入端和第二實部輸入端施加選擇控制信號，進行數據的選擇輸入。