[發明專利]運算裝置及方法

在審

• 申請號: 202011135256.5
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN112328208A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 安徽寒武紀信息科技有限公司
• 主分類號: G06F7/78
• 分類號: G06F7/78
• 代理公司: 北京維昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11804
• 代理人: 李波;孫新國

本公開屬于計算機領域，更具體地涉及一種運算裝置及方法，所述運算裝置，包括：運算控制模塊，用于接收或確定分塊信息；運算模塊，用于根據所述分塊信息對運算矩陣進行分塊得到分塊矩陣，以及根據運算指令對所述分塊矩陣進行轉置得到分塊矩陣的轉置矩陣。本公開提出的裝置及方法，可以實現使用一條單獨指令在常數時間復雜度內完成任意大小矩陣的運算。相比較傳統的運算操作實現方法，在降低操作時間復雜度的同時也使運算操作的使用更為簡單高效。

技術領域

本公開屬于計算機技術領域，更具體地涉及一種運算裝置及方法。

背景技術

矩陣轉置運算是各領域中使用頻率很高的一種基本數學運算。除普通的矩陣轉置(即使矩陣行與列互換)之外，還有行轉置、列轉置、反轉置、90°左翻轉、90°右翻轉等特殊的矩陣轉置操作，在矩陣運算中也十分常用。當前階段，使用計算機進行矩陣轉置(包括非常規轉置，以下均稱轉置)操作的通常方法為利用通用處理器編寫兩層循環進行不同地址上的數據交換，其時間復雜度為O(n^2)。這樣時間復雜度的矩陣轉置運算在復雜系統中會成為提高性能的瓶頸之一，尤其是在矩陣元素量很大的情況下。

發明內容

基于以上問題，本公開的目的在于提出一種運算裝置及方法，用于解決以上技術問題的至少之一。

為了達到上述目的，作為本公開的一個方面，提供了一種運算裝置，包括：

運算控制模塊，用于接收或確定分塊信息；

運算模塊，用于根據所述分塊信息對運算矩陣進行分塊得到分塊矩陣，以及根據運算指令對所述分塊矩陣進行轉置得到分塊矩陣的轉置矩陣。

在一些實施例中，所述運算模塊還用于在分塊、轉置運算之后進行合并運算，將分塊矩陣的轉置矩陣進行合并得到所述運算矩陣的轉置矩陣。

在一些實施例中，所述運算指令包括常規轉置指令、行轉置指令、列轉置指令、反轉置指令、90°左翻轉轉置指令、90°右翻轉轉置指令。

在一些實施例中，所述的運算裝置還包括：

地址存儲模塊，用于存儲所述運算矩陣的地址信息；以及

數據存儲模塊，用于存儲所述運算矩陣，并存儲運算后的轉置矩陣；

其中，所述運算控制模塊用于接收所述運算矩陣的地址信息和分塊信息，或者用于從所述地址存儲模塊提取所述運算矩陣的地址信息，并根據所述運算矩陣的地址信息分析得到分塊信息；

所述運算模塊，用于從所述運算控制模塊獲取運算矩陣的地址信息及分塊信息，根據所述運算矩陣的地址信息從所述數據存儲模塊提取運算矩陣，并對所述運算矩陣進行分塊、轉置及合并運算，得到所述運算矩陣的轉置矩陣，并將所述運算矩陣的轉置矩陣反饋至所述數據存儲模塊。

在一些實施例中，所述運算模塊包括矩陣分塊單元、矩陣運算單元和矩陣合并單元，其中：

矩陣分塊單元，用于從所述運算控制模塊獲取運算矩陣的地址信息及分塊信息，并根據所述運算矩陣的地址信息從所述數據存儲模塊提取運算矩陣，根據所述分塊信息對所述運算矩陣進行分塊，得到n個分塊矩陣；

矩陣運算單元，用于獲取所述n個分塊矩陣，并根據所述運算指令對所述n個分塊矩陣進行轉置運算，得到所述n個分塊矩陣的轉置矩陣；

矩陣合并單元，用于獲取并合并所述n個分塊矩陣的轉置矩陣，得到所述運算矩陣的轉置矩陣，并將所述運算矩陣的轉置矩陣反饋至所述數據存儲模塊，其中，n為自然數；其中，所述矩陣合并單元根據所述運算指令獲取的轉置方式所對應的合并方式對所述n個分塊矩陣的轉置矩陣進行合并。

在一些實施例中，所述運算模塊還包括緩存單元，用于緩存所述n個分塊矩陣，以供所述矩陣運算單元獲取。