[发明专利]面向GPDSP的矩阵LU分解向量化计算的方法

摘要

一种面向GPDSP的矩阵LU分解向量化计算的方法，其步骤为S1根据GPDSP的体系结构特征确定最佳的LU分解的矩阵规模N值；S2DSP核通过DMA从片外DDR存储器将要处理的矩阵数据传输到片内共享存储阵列中；S3DSP核按照列选主元方法，计算第i列的主元值以及对应的列元素序号值；S4根据列li的列主元Pi以及对应的列元素序号值Vi对矩阵A内列主元Pi所在的行与列首元l[i]所在的行进行交换；S5DSP核对列li按照公式li＝li/l[i]进行列消元计算，更新列li；S6DSP核进行更新矩阵panel的计算；S7判断i是否等于N‑1，若不是，令i＝i+1，转步骤S3，若是转步骤S8；S8计算完毕。本发明能充分利用DSP核向量处理阵列的强大并行计算、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的矩阵LU分解向量化计算的方法，其特征在于，步骤为：S1：根据GPDSP的体系结构特征确定最佳的LU分解的矩阵规模N值；S2：GPDSP的DSP核通过DMA从片外DDR存储器将需要处理的矩阵数据传输到片内共享存储阵列中；S3：GPDSP的DSP核按照列选主元方法，计算第i列的主元值以及对应的列元素序号值，初始i＝0；S4：GPDSP的DSP核根据上述计算得到的列li的列主元Pi以及对应的列元素序号值Vi对矩阵A内列主元Pi所在的行与列首元l[i]所在的行进行交换；S5：GPDSP的DSP核对列li按照公式li＝li/l[i]进行列消元计算，更新列li；在所述步骤S5中，将片内共享存储阵列矩阵A中，列首元l[i]右下方的矩阵记为L’i，矩阵A中第i行位于上三角C的部分记为ui，列首元l[i]右方包括ui部分的矩阵记为Li，列li不包括列首元l[i]的部分记为列l’i；S6：GPDSP的DSP核按照L’i＝L’i‑l’i*ui进行更新矩阵panel的计算；S7：判断i是否等于N‑1，若不是，令i＝i+1，转步骤S3，若是转步骤S8；S8：矩阵A的LU分解计算完毕；DSP核使用DMA将矩阵A从片内共享存储阵列传输到片外DDR存储器的原存储位置；所述步骤S3的详细流程为：S3.1：DSP核通过DMA将列li从片内共享存储阵列中传输至片内向量阵列存储器；设初始值为全0的向量寄存器Z2和向量寄存器Z5，以及初始值为{0,1,2,…,p‑1}的向量寄存器Z4；S3.2：DSP核的向量处理阵列依次通过向量LOAD指令加载p个元素，存入向量寄存器Z0；S3.3：DSP核的向量处理阵列对上述向量数据Z0进行向量绝对值操作，结果存入向量寄存器Z1；S3.4：DSP核的向量处理阵列对上述向量数据Z1与Z2的值进行向量比较操作，将比较结果存入向量寄存器Z3；S3.5：根据上述比较结果值Z3，DSP核的向量处理阵列使用向量MOV操作将Z1中比Z2数值更大的数据值更新向量寄存器Z2；DSP核的向量处理阵列将数值更大的数据所对应存储在Z4中的列元素序号替换存入向量寄存器Z5中；S3.6：DSP核的向量处理阵列使用向量加法操作将向量寄存器Z4的向量数值加p；上述步骤中向量寄存器Z4存储所处理列相对应的列元素序号；重复步骤S3.1至步骤S3.6，直到完成该列的所有元素计算，最终得到p个列元素值以及对应的p个列元素序号值；S3.7：DSP核的向量处理阵列对上述p个列元素值进行数值大小的比较，计算出绝对值最大的列元素值作为列li的列主元，标记为Pi，对应的列元素序号值标记为Vi。