[發明專利]基于FPGA的矩陣特征向量求解方法、系統、存儲介質及終端

在審

• 申請號: 202211399098.3
• 申請日: 2022-11-09
• 公開（公告）號: CN115618185A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 鄧方科;呂清剛;李冬;余浪;廖鈞華;陳曉龍;汪淵
• 申請（專利權）人: 成都華芯天微科技有限公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F17/12
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

1.一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、使用FPGA接收協方差矩陣數據及其特征值；

S2、根據所述特征值構建求解矩陣，設n階方陣A有n個特征值：λ₁、λ₂、…、λ_n，設特征值λ₁對應的特征向量為B，則有方程組：AB＝λ₁B，其中，B為列向量；

采用克拉默法則求解滿足所述方程組的一組特殊解，將方程右邊的列向量替換左邊矩陣的各列數據，對于每一個特征值構造出n個求解矩陣；

S3、計算所述每一個求解矩陣行列式的值；

S4、根據所述求解矩陣行列式的值計算特征向量。

2.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，在所述步驟S1前包括：

將所述協方差矩陣數據及其特征值擴大。

3.根據權利要求2所述的一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，所述將所述協方差矩陣數據及其特征值擴大，包括：

將所述協方差矩陣數據及其特征值擴大2-10倍。

4.根據權利要求3所述的一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，將擴大后的協方差矩陣數據及特征值分別存入寄存器的數組中。

5.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，所述特征向量B＝[1,b₂，b₃,…，b_n]，其中，

所述D、D₁、D₂…D_n-1分別表示n個求解矩陣。

6.根據權利要求5所述的一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，給所述特征向量B乘以一個常數。

7.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的矩陣特征向量求解方法，其特征在于，所述步驟S3中計算所述每一個求解矩陣行列式的值時，在所述FPGA內采用并行運算的方法。

8.一種基于FPGA的矩陣特征向量求解系統，其特征在于，所述系統包括：

數據接收模塊，用于使用FPGA接收協方差矩陣數據；

求解矩陣構建模塊，用于在FPGA內根據擴大后的特征值構建求解矩陣，設n階方陣A有n個特征值：λ₁、λ₂、…、λ_n，設特征值λ₁對應的特征向量為B，則有方程組：AB＝λ₁B，其中，B為列向量；

采用克拉默法則求解滿足所述方程組的一組特殊解，將方程右邊的列向量替換左邊矩陣的各列數據，對于每一個特征值構造出n個求解矩陣；

求解矩陣行列式計算模塊，用于在FPGA計算所述每一個求解矩陣行列式的值；

特征向量計算模塊，用于根據所述求解矩陣行列式的值計算特征向量。

9.一種存儲介質，其上存儲有計算機指令，其特征在于，所述計算機指令運行時執行權利要求1-7中任意一項所述矩陣特征向量求解方法的步驟。

10.一種終端，包括存儲器和處理器，存儲器上存儲有可在處理器上運行的計算機指令，其特征在于，處理器運行計算機指令時執行權利要求1-7中任意一項所述矩陣特征向量求解方法的步驟。