[发明专利]矩阵转置自动控制电路系统及矩阵转置方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种矩阵转置自动控制电路系统 及矩阵转置方法。

背景技术

矩阵是计算机中人们熟知的一种数据结构，它是线性表的推广。在当今的 计算机应用中，在科学和工程计算、游戏、图像处理等领域中都需要用到矩阵 的转置运算。

现有技术中，因为每次访问内存需要很长的时间，如果每次从内存中只读 取源矩阵一个字节的数据然后放到高速缓存(cache)块中，不仅会浪费宝贵 的数据总线带宽，也会造成高速缓存块中其它字节的资源浪费，并且增加了读 数时间。写内存时，逐个数据的写操作也会带来类似的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矩阵转置自动控制电路系统及矩阵转置方法， 其克服现有技术中的缺陷，提高高速缓存(cache)块和数据总线的利用率， 从而提高转置的效率。

为实现本发明目的而提供的一种矩阵转置自动控制电路系统，包括高速缓 存块，二级高速缓存和处理器核，还包括配置寄存器，控制寄存器和转置模块， 其中：

所述配置寄存器，用于接收输入数据，将配置信息传递给所述转置模块；

所述控制寄存器，用于接收输入数据，对所述转置模块发出读写请求控制 信息；

所述转置模块，用于接收所述配置寄存器、控制寄存器的信息，然后根据 这些信息，完成矩阵的转置操作，包括对源矩阵的读操作和对目的矩阵的写操 作。其中，所述读操作是连续发出的读请求，其根据高速缓存块的容量确定每 次连续发出的读请求的数量。

为了能够保证IO一致性，转置模块在二级高速缓存(cache)和处理器核 之间增加了一致性命令通道和一致性应答通道。

较优地，所述矩阵转置自动控制电路系统，还包括状态寄存器，用于保存 矩阵转置操作的结束信号，并将所述结束信号返回；

为实现本发明目的，还提供一种矩阵转置方法，包括下列步骤：

步骤A，当控制寄存器允许取数操作时，根据配置寄存器提供的地址信息 向源矩阵发出多个读请求；所述读请求的地址为不连续的地址；所述读请求的 个数由高速缓存块的容量决定；

步骤B，接收多个读请求返回的数据，并将这些数据存入缓冲区；

步骤C，当读请求的所有数据全部缓存完毕、并且控制寄存器允许写操作 时，发出一致性命令请求；

步骤D，接收到二级高速缓存(cache)返回的一致性应答；

步骤E，在满足IO一致性的前提下发出写数据请求；

步骤F，从缓冲区中取出数据，将其写入目标矩阵所在地址空间；

步骤G，接收写数据请求的应答信息。

重复上述7个步骤，直到完成源矩阵的转置操作。

较优地，所述的矩阵转置方法，所述步骤B还包括下列步骤：

在收到源矩阵的所有数据后将读操作结束信号返回状态寄存器；

且，

在步骤G之后还包括下列步骤：

在收到目标矩阵的所有应答后将写操作结束信号返回状态寄存器。

本发明的有益效果：本发明的矩阵转置自动控制电路系统及矩阵转置方 法，充分利用高速缓存(cache)块的容量，具有很高的资源利用率，提高高 速缓存(cache)块和数据总线的利用率，从而提高转置的效率。进一步，本 发明在写数据时还支持IO一致性，能够保证处理器与直接存储器访问控制器 (DMA)之间的缓存一致性。

附图说明

图1是本发明实施例的矩阵转置自动控制的电路系统示意图；

图2是本发明实施例的配置寄存器工作过程示意图；

图3是本发明实施例的控制寄存器工作过程示意图；

图4是图3中控制寄存器各部分信息示意图；

图5是本发明实施例的状态寄存器工作过程示意图；

图6是本发明实施例的矩阵转置方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明的矩阵转置自动控制电路系统及矩阵转置方法进行进一步详细 说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明而不是对本发 明的限制。

如图1所示，本发明实施例的矩阵转置自动控制电路系统，外部与配置总 线5和地址/数据总线6相连。