[发明专利]一种实现矢量运算的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及芯片设计技术，具体涉及一种实现矢量运算的方法和系统。

背景技术

矢量处理器(vector processor)的最大特点就是能通过多个运算单元对多个数据进行并行运算。这些数据可以是实数，也可以是复数。矢量处理器的一个重要性能指标是数据吞吐率，因此如何在固定数量运算单元的基础上提高数据运算吞吐率，是个很热门的研究课题。

传统的矢量运算单元一般支持实数乘加、复数乘加、实数乘累加、复数乘累加，但是不同时支持高效率的快速傅里叶(Fast-Fourier Transform，FFT)蝶形运算。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现矢量运算的方法和系统，以便在兼容实数和复数矢量运算的同时，还能够支持FFT蝶形运算。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现矢量运算的方法，该方法包括：

通过三阶运算器的组合实现实数和复数矢量运算；其中，所述三阶运算器的第一阶段为两个乘法器，第二阶段为一个加法器，第三阶段为两个具有累加功能的加法器；

通过所述三阶运算器实现实数和复数矢量运算的同时，应用所述三阶运算器实现FFT蝶形运算。

所述FFT蝶形运算是通过实部运算与虚部运算相结合实现的；

其中，

X1＝C+AB；                    (1a)

X2＝C-AB；                    (1b)

其中，A、B和C都是复数矢量，B是旋转因子。

所述实部运算的过程包括：

通过第一阶段的两个乘法器，计算出A的实部Ar与B的实部Br相乘的结果ArBr，以及A的虚部Ai与B的虚部Bi相乘的结果AiBi；通过第二阶段的加法器计算得到ArBr-AiBi并送入第三阶段的两个加法器，用于与C的实部Cr相加得到蝶形运算中一个分支的实部Cr+(ArBr-AiBi)，还用于相减以得到蝶形运算中另一个分支的实部Cr-(ArBr-AiBi)；

所述虚部运算的过程包括：

通过第一阶段的两个乘法器，计算出A的实部Ar与B的虚部Bi相乘的结果ArBi，以及A的虚部Ai与B的实部Br相乘的结果AiBr；通过第二阶段的加法器计算得到ArBi+AiBr并送入第三阶段两个加法器，用于与C的虚部Ci相加得到蝶形运算中一个分支的实部Ci+(ArBi+AiBr)，还用于相减以得到蝶形运算中另一个分支的虚部Ci-(ArBi+AiBr)。

所述累加，是通过将第三阶段中加法器的输出以循环反馈的方式重新输入该加法器实现的。

该方法进一步包括：

将第二阶段加法器输出端的一个寄存器分别分置到第三阶段两个加法器的输入端；和/或，

将第三阶段加法器输出端的两个寄存器分别反馈到第三阶段两个加法器的输入端。

一种实现矢量运算的系统，该系统包括三阶运算器，用于通过三阶运算器的组合实现实数和复数矢量运算；并且，在通过所述三阶运算器实现实数和复数矢量运算的同时，应用所述三阶运算器实现FFT蝶形运算；其中，

所述三阶运算器的第一阶段为两个乘法器，第二阶段为一个加法器，第三阶段为两个具有累加功能的加法器。

所述三阶运算器，具体用于通过实部运算与虚部运算相结合实现所述FFT蝶形运算；

其中，

X1＝C+AB；                        (1a)

X2＝C-AB；                        (1b)

其中，A、B和C都是复数矢量，B是旋转因子。

所述三阶运算器在进行实部运算时，具体用于：

通过第一阶段的两个乘法器，计算出A的实部Ar与B的实部Br相乘的结果ArBr，以及A的虚部Ai与B的虚部Bi相乘的结果AiBi；通过第二阶段的加法器计算得到ArBr-AiBi并送入第三阶段的两个加法器，用于与C的实部Cr相加得到蝶形运算中一个分支的实部Cr+(ArBr-AiBi)，还用于相减以得到蝶形运算中另一个分支的实部Cr-(ArBr-AiBi)；

所述三阶运算器在进行虚部运算时，具体用于：