[发明专利]基于分时复用技术的cholesky矩阵求逆系统

摘要

本发明公开了一种基于分时复用技术的cholesky矩阵求逆系统，降低了在雷达信号处理中对共轭对称矩阵求逆所使用的硬件资源，同时通过提高矩阵求逆运算的并行度来保证运算速度。本发明根据公式A=L*D*LH，通过主控状态机将cholesky分解矩阵求逆划为三个步骤进行，分别是cholesky分解、上三角矩阵求逆和矩阵相乘。在主控状态机的控制下，通过复选器，分时复用运算资源和存储资源。该技术方案是基于单端口存储器和单精度浮点复数运算单元的并行流水处理，并支持任意阶数的共轭对称矩阵求逆，有效加快了运算速度，提高了硬件利用率，且具有良好的兼容性。 1

主权项

1.一种基于分时复用技术的cholesky矩阵求逆系统，其特征在于，包括五个模块：主控状态机模块、资源复用模块、cholesky分解模块、上三角矩阵求逆模块和矩阵相乘模块；所述的主控状态机模块与系统总线相连接，在求逆操作开始前，接收使能拉高，根据待求逆矩阵维度，从外部按行顺序接收原矩阵数据，存放在资源复用模块的存储器中，接收完成后，将接收使能拉低，并通过cholesky分解模块、上三角矩阵求逆模块、矩阵相乘模块分别进行cholesky分解、上三角矩阵求逆、矩阵乘法3个步骤进行cholesky矩阵求逆操作；求逆完成后向总线发出求逆结束信号，通知系统总线从存储模块读取运算结果；所述的资源复用模块内部有3个存储器，1个单精度浮点复数乘法器，1个单精度浮点复数累加器；资源复用模块与主控状态机模块、cholesky分解模块、上三角矩阵求逆模块、矩阵相乘模块相连接；根据主控状态机的状态，资源复用内部的存储资源和运算资源受不同模块控制；所述的cholesky分解模块是通过对原矩阵元素进行乘法，加法，除法运算将原矩阵A分解为单位下三角矩阵L、对角矩阵D，上三角矩阵LH；cholesky分解模块内部是一个地址生成状态机和两个单精度浮点除法器，外部与主控状态机和资源复用模块相连，在分解过程中将使用资源复用模块中的存储资源和浮点乘法器，浮点累加器；在接收到主控状态机模块输入的cholesky分解起始信号后，cholesky分解模块的内部地址状态机根据矩阵维度开始按顺序生成原矩阵读地址和分解后上三角矩阵的写地址；在分解完成后，通过复用浮点除法器对分解后得到的对角矩阵的所有对角元素求倒数；所述的上三角矩阵求逆模块，因choelsky分解后得到的上三角矩阵的对角线元素全为1，所以可以对上三角矩阵求逆公式进行简化，省去除法操作；上三角矩阵求逆模块内部是一个地址生成状态机，外部与主控状态机和资源复用模块相连，在上三角矩阵求逆过程中将使用资源复用模块中的存储资源、浮点乘法器和浮点累加器；在接收到主控状态机模块输入的上三角矩阵求逆起始信号后，上三角矩阵求逆模块的内部地址生成状态机根据矩阵维度开始按顺序生成原上三角矩阵读地址和上三角逆矩阵的写地址。