[发明专利]面向GPDSP的大规模三角线性方程组求解向量化计算的方法

摘要

本发明公开了一种面向GPDSP的大规模三角线性方程组求解向量化计算的方法，为采用分块计算的方式将大规模三角线性方程组的求解分割为不规整三角矩阵分块与向量乘法和规整化的矩阵分块与向量乘法；通过GPDSP中的CPU核运行操作系统，负责数据的逻辑分割和任务的调度，计算负载较少的不规整三角矩阵分块与向量乘法计算；通过GPDSP中的DSP核负责规整化的矩阵分块与向量乘法，不间断的从CPU核获取新的计算任务并将运行结果报告CPU核，所述CPU核通过动态调度实现各DSP核之间的计算任务的动态负载均衡。本发明原理简单、操作方便，能充分利用GPDSP中CPU核的通用计算和DSP核的强大向量处理阵列并行计算、高带宽向量数据加载能力，显著提高DSP核计算访存比。

主权项

一种面向GPDSP的大规模三角线性方程组求解向量化计算的方法，其特征在于，采用分块计算的方式将大规模三角线性方程组的求解分割为不规整三角矩阵分块与向量乘法和规整化的矩阵分块与向量乘法；通过GPDSP中的CPU核运行操作系统，负责数据的逻辑分割和任务的调度，计算负载较少的不规整三角矩阵分块与向量乘法计算；通过GPDSP中的DSP核负责规整化的矩阵分块与向量乘法，不间断的从CPU核获取新的计算任务并将运行结果报告CPU核，所述CPU核通过动态调度实现各DSP核之间的计算任务的动态负载均衡；所述方法的具体流程为：S1：由GPDSP的CPU核在片外DDR存储器为矩阵A，向量x和b分配存储空间，并生成初始化数据或者从其他数据来源传输本次计算所需要的数据；S2：根据GPDSP的体系结构特征确定优化的下三角矩阵的分块大小NB值；S3：由GPDSP的CPU核根据上述步骤确定的NB值将矩阵A，向量x和b进行逻辑分块；S4：GPDSP的CPU核将三角分块Ti和子向量bi加载到片内共享存储阵列中，初始i＝1，计算得到xi＝Ti‑1bi，计算结果xi传出到片外DDR存储器中，同时保持在片内共享存储阵列中；S5：GPDSP的CPU核将逻辑分块Si+1,i,Si+2,i,…,Sn,i的加入计算任务池；逻辑分块的计算任务按照先行优先、再列优先的顺序策略进行优先级排序；S6：GPDSP的CPU核从计算任务池中按照计算优先级，依次派发计算任务给空闲的DSP核，并且保证每一行只有一个逻辑分块被处理，若该行已经有一个逻辑分块正被处理，则按照优先级顺序取下一个不在本行上的逻辑分块，设派发的逻辑分块为Si,j；S7：GPDSP的DSP核通过DMA从片外DDR存储器将逻辑分块为Si,j传输到片内向量阵列存储器，判断片内共享存储阵列中是否保存有逻辑子向量分块xj和bi，若没有，则从片外DDR存储器传入片内共享存储阵列中；执行逻辑分块Si,j与子向量分块xj和bi的乘减计算：bi＝bi‑Si,j*xj；计算后的结果bi保持在片内共享存储阵列中；S8：GPDSP的CPU核根据计算任务池的逻辑分块执行情况判断i+1行的逻辑分块是否都计算完毕，若是，令i＝i+1，转步骤S4；若不是，转步骤S6；重复上述步骤S4至步骤S8的计算，直到GPDSP的CPU核完成所有的计算，则所有子向量x1,x2,…,xn构成最终的三角线性方程组的解向量，计算完毕。