Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних
Визначено високопродуктивнi обчислювальнi системи, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних. Запропоновано принцип реалiзацiї реальною часу на НВIС, орiєнтованих на розв’язання задач комп’ютерного зору в рiзних галузях. Определены высокопродуктивные систе...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2015 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98021 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних / В.В. Грицик, В.В. Грицик, А.М. Зозуля // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 12. — С. 19-24. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98021 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Грицик, В.В. Грицик, В.В. Зозуля, А.М. 2016-04-07T11:58:13Z 2016-04-07T11:58:13Z 2015 Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних / В.В. Грицик, В.В. Грицик, А.М. Зозуля // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 12. — С. 19-24. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98021 004.032.26 Визначено високопродуктивнi обчислювальнi системи, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних. Запропоновано принцип реалiзацiї реальною часу на НВIС, орiєнтованих на розв’язання задач комп’ютерного зору в рiзних галузях. Определены высокопродуктивные системы реализации синхронных интерактивных сетей систолическими матрицами обработки данных. Предложены возможности реализации обработки данных в реальном времени на НВИС, ориентированных на решение задач компьютерного зрения в разных областях. High-performance computing systems implementing the synchronous interaction networks with data-processing systolic matrix are defined. Some possibilities for the data processing in real time with VLSIC’s oriented to solving the computer vision problems in various fields are proposed. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Інформатика та кібернетика Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних Высокоэффективные классы алгоритмов и высокопродуктивных систем реализации синхронных интерактивных сетей систолическими матрицами обработки данных Highly efficient classes of algorithms and high-performance systems implementing the synchronous interaction networks with data-processing systolic matrices Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних |
| spellingShingle |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних Грицик, В.В. Грицик, В.В. Зозуля, А.М. Інформатика та кібернетика |
| title_short |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних |
| title_full |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних |
| title_fullStr |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних |
| title_full_unstemmed |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних |
| title_sort |
високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних |
| author |
Грицик, В.В. Грицик, В.В. Зозуля, А.М. |
| author_facet |
Грицик, В.В. Грицик, В.В. Зозуля, А.М. |
| topic |
Інформатика та кібернетика |
| topic_facet |
Інформатика та кібернетика |
| publishDate |
2015 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Высокоэффективные классы алгоритмов и высокопродуктивных систем реализации синхронных интерактивных сетей систолическими матрицами обработки данных Highly efficient classes of algorithms and high-performance systems implementing the synchronous interaction networks with data-processing systolic matrices |
| description |
Визначено високопродуктивнi обчислювальнi системи, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних. Запропоновано принцип реалiзацiї реальною часу на НВIС, орiєнтованих на розв’язання задач комп’ютерного
зору в рiзних галузях.
Определены высокопродуктивные системы реализации синхронных интерактивных сетей
систолическими матрицами обработки данных. Предложены возможности реализации обработки данных в реальном времени на НВИС, ориентированных на решение задач компьютерного зрения в разных областях.
High-performance computing systems implementing the synchronous interaction networks with
data-processing systolic matrix are defined. Some possibilities for the data processing in real time
with VLSIC’s oriented to solving the computer vision problems in various fields are proposed.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98021 |
| citation_txt |
Високоефективнi класи алгоритмiв та високопродуктивних систем, що реалiзують синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних / В.В. Грицик, В.В. Грицик, А.М. Зозуля // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 12. — С. 19-24. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT gricikvv visokoefektivniklasialgoritmivtavisokoproduktivnihsistemŝorealizuûtʹsinhronniinteraktivnimerežisistoličnimimatricâmiopracûvannâdanih AT gricikvv visokoefektivniklasialgoritmivtavisokoproduktivnihsistemŝorealizuûtʹsinhronniinteraktivnimerežisistoličnimimatricâmiopracûvannâdanih AT zozulâam visokoefektivniklasialgoritmivtavisokoproduktivnihsistemŝorealizuûtʹsinhronniinteraktivnimerežisistoličnimimatricâmiopracûvannâdanih AT gricikvv vysokoéffektivnyeklassyalgoritmovivysokoproduktivnyhsistemrealizaciisinhronnyhinteraktivnyhseteisistoličeskimimatricamiobrabotkidannyh AT gricikvv vysokoéffektivnyeklassyalgoritmovivysokoproduktivnyhsistemrealizaciisinhronnyhinteraktivnyhseteisistoličeskimimatricamiobrabotkidannyh AT zozulâam vysokoéffektivnyeklassyalgoritmovivysokoproduktivnyhsistemrealizaciisinhronnyhinteraktivnyhseteisistoličeskimimatricamiobrabotkidannyh AT gricikvv highlyefficientclassesofalgorithmsandhighperformancesystemsimplementingthesynchronousinteractionnetworkswithdataprocessingsystolicmatrices AT gricikvv highlyefficientclassesofalgorithmsandhighperformancesystemsimplementingthesynchronousinteractionnetworkswithdataprocessingsystolicmatrices AT zozulâam highlyefficientclassesofalgorithmsandhighperformancesystemsimplementingthesynchronousinteractionnetworkswithdataprocessingsystolicmatrices |
| first_indexed |
2025-11-26T20:15:14Z |
| last_indexed |
2025-11-26T20:15:14Z |
| _version_ |
1850772893348134912 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
12 • 2015
IНФОРМАТИКА ТА КIБЕРНЕТИКА
УДК 004.032.26
Член-кореспондент НАН України В.В. Грицик, В.В. Грицик,
А.М. Зозуля
Високоефективнi класи алгоритмiв
та високопродуктивних систем, що реалiзують
синхроннi iнтерактивнi мережi систолiчними
матрицями опрацювання даних
Визначено високопродуктивнi обчислювальнi системи, що реалiзують синхроннi iнтер-
активнi мережi систолiчними матрицями опрацювання даних. Запропоновано принцип
реалiзацiї реальною часу на НВIС, орiєнтованих на розв’язання задач комп’ютерного
зору в рiзних галузях.
Ключовi слова: реальний час обробки iнформацiї, систолiчнi матрицi опрацювання да-
них.
У роботi [1] дослiджено теорiю автоматичної обробки даних, а в роботах [2, 3] проведенi
розробки однорiдних систем, структур i середовищ.
У зв’язку з необхiднiстю розв’язання широкого класу задач у напрямку реалiзацiї ком-
п’ютерного зору в iнформацiйно-аналiтичних системах реального часу в останнi роки зросла
потреба створення принципово нових проблемно-орiєнтованих i спецiалiзованих структур
високої продуктивностi та ефективностi. Особливо це стосується дослiджень задач вели-
кої розмiрностi, розпiзнавання та класифiкацiї зображень (задач комп’ютерного зору) [4].
Одним iз важливих напрямкiв органiзацiї обробки даних є опрацювання iнформацiї на осно-
вi однорiдних обчислювальних середовищ систолiчного типу, налаштованих для реалiзацiї
програмно-логiчних iнтегральних схем (ПЛIС) [2–8].
Нижче запропоновано схему мультиконвеєрних обчислювальних систем (МКОС) з одно-
рiдною структурою для задач систем комп’ютерного зору, елементи якої наведенi на рис. 1–
3 [3, 4, 8].
Ця розробка складається з двох основних частин: матрицi обчислювальних комiрок
(МОК) i матрицi запам’ятовуючих комiрок (МЗК), якi розмiщенi згiдно з периметром ма-
© В.В. Грицик, В. В. Грицик, А. М. Зозуля, 2015
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №12 19
Рис. 1. Схема обчислювальної системи з однорiдною структурою для задач комп’ютерного зору
триць. Пiдключення передавачiв i приймачiв iнформацiї здiйснюється буферними запам’я-
товуючими пристроями (ЗП).
Iнформацiя проходить упродовж мережi комiрок (спецiалiзованих процесорiв) систолi-
чного опрацювання даних. За один такт пакет переходить на одну комiрку середовища,
переходячи вiд початкової комiрки в одну або декiлька сусiднiх, синхронно з такими iм-
пульсами.
У МКОС немає пристрою управлiння, оперативних запам’ятовуючого пристрою та магi-
стралi даних. Основною особливiстю органiзацiї обчислювального процесу в МКОС є вiдпо-
вiднiсть кожної програми, що записана на програмування структури [3], спецiалiзованому
процесору для мiкропрограмного модуля. Мiкропрограмним модулем є група мiкрокоманд,
тобто команд налаштування кожної ОК [3].
МКОС апаратно має спецiалiзований процесор, в якому структурно реалiзована одна
операцiя. У МКОС передавання iнформацiї мiж спецпроцесорами проходить (згiдно з ре-
20 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №12
Рис. 2. Мультиконвеєрна однорiдна обчислювальна структура
єструванням) комутацiйним каналом, якi налаштовуються в однорiдному середовищi спе-
цiального програмного транслятора.
Таким чином, операцiї роздiленi у часi: спочатку формується потiк команд для нала-
штування ООС, проводиться завантаження в регiстр команд (РК) кожної обчислювальної
i запам’ятовуючої комiрки, а потiм подається потiк даних. Пам’ять у виглядi ОЗС реалiзу-
ється таким чином, щоб виключити процес адресацiї. Програма завантажена з програмо-
ваних запам’ятовуючих пристроїв (ПЗП), враховує всi варiанти розгалуження обчислень.
Збереження програми в процесi розв’язання виконується в регiстрах команд ОК i ЗК. На
початку розв’язання задач програма вводиться у РК iз ЗП. Ввiд програми здiйснюється
згiдно з ланцюжками ОП з керуючого сигналу керування вводом програми (КВП).
Робота елементiв ООС i ОЗС синхронiзується вiд одного зовнiшнього генератора такто-
вих iмпульсiв. Iнформацiя обробляється конвеєрним способом, причому потiк iнформацiї,
що подається iз пристрою приймача на вхiд матриць ОК i ЗК, обробляється у вiдповiдно-
стi з програмою i проходить синхронно з тактовими iмпульсами. Отже, у БКОС програма
налаштування структури здiйснюється апаратна реалiзацiя алгоритму. У МКОС немає при-
строю управлiння, оперативного запам’ятовуючого пристрою, магiстралi даних. Основною
особливiстю органiзацiї обчислювального процесу в МКОС є вiдповiднiсть кожної програми,
що записана на мовi програмування структури спецiалiзованого процесора, мiкропрограм-
ному модулю.
Пам’ять у виглядi однорiдного запам’ятовуючого середовища (ОЗС) реалiзується таким
чином, щоб виключити процес адресацiї.
Програма запам’ятовується iз ПЗП i з урахуванням всiх випадкiв розгалуження обчи-
слення. Збереження програми в процесi розв’язання проводиться у регiстрах команд запа-
м’ятовуючої комiрки.
Перед початком розв’язання задач програма розглядається у РК iз ЗП. Ввiд програми
(ВП) здiйснюється згiдно з ланцюгом ОП за допомогою керуючого сигналу вводу програми
(КСВП).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №12 21
Рис. 3. Система для обробки зображення комп’ютерного зору, що базується на однорiдному обчислюваль-
ному середовищi
Робота елементiв ООС i ОЗС синхронiзується вiд одного зовнiшнього генератора такто-
вих iмпульсiв. Iнформацiя обробляється конвеєрним способом, при якому потiк iнформацiї,
що подається iз пристрою приймання на входах матриць ОК i ЗК, обробляється у вiдпо-
вiдностi з програмою, просувається синхронно з тактовими iмпульсами. На рис. 1 наведено
схему високопродуктивної системи реалiзацiї синхронної iнтерактивної мережi систолiчно-
го опрацювання даних, на рис. 2 — мультиконвеєрну однорiдну обчислювальну структуру.
Рис. 3 демонструє високопродуктивну систему для обробки зображень комп’ютерного зору,
що базується на однорiдному обчислювальному середовищi [4, 8].
Таким чином, у роботi запропоновано структуру схеми високопродуктивної мультикон-
веєрної обчислювальної системи високопродуктивного опрацювання даних i можливостi ре-
алiзацiї синхронної iнтерактивної мережi систолiчним матричним опрацюванням даних.
Роботу виконано в рамках реалiзацiї системи комп’ютерного зору.
Цитована лiтература
1. Нейман Дж. Теория самовоспроизводящихся автоматов. – Москва: Мир, 1971. – 382 с.
2. Евтенчов Є.В. Системы, структуры и среды. – Москва: Мир, 1985. – 416 с.
22 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №12
3. Параллельная обработка информации: в 5 т. Т 3. Вычислительные системы, структуры и среды для
решения задач большой размерности / Под ред. В. В. Грицыка. – Киев: Наук. думка, 1985. – 288 с.
4. Грицик В.В. Моделi i засоби адаптивного опрацювання вiдеопотокiв у системах комп’ютерного зору:
Автореф. дис . . . д-ра техн. наук. – Харкiв, 2013. – 34 с.
5. Малиновский Б.М., Номиновский Б.Н., Бонюн В.П., Козлов Л. Параллельные структуры и мето-
ды. – Киев: Наук. думка, 1989. – 248 с.
6. Фрумкин М.А. Систолические вичисление. – Москва: Наука, 1990. – 191 с.
7. Аксенов В.П., Красинский П.Я., Спиритов Т.В. Систолические алгоритмы и процессоры // Зару-
бежная радиоэлектроника. – 1987. – № 7. – С. 7–33.
8. Грицик В.В. Моделi i засоби адаптивної обробки вiдеопотокiв у системах комп’ютерного зору. –
Львiв: Вид. ДНДI iнформацiйної iнфраструктури, 2011. – 390 с. (докт. дис.).
References
1. Neiman J. Theory of Self-Reproducing Automates, Moscow: World, 1971 (in Russian).
2. Evtenchov Je.V. The systems, structures and environment, Moscow: World, 1985 (in Russian).
3. Parallel processing information, V. 3. Computer systems, structures and environment for solving large-scale
problems, Ed. Hrytsyk V. V., Kiev: Nauk. Dumka, 1985 (in Russian).
4. Hrytsyk V.V. Models and tools for adaptive processing video streams in computer vision systems, Abstract.
dis. . . Dr.Sc. Science, Kharkiv, 2013 (in Ukrainian).
5. Malinowski B.M., Bonyun V.P., Kozlov L. Parallel structures and methods, Kiev, Nauk. Dumka, 1989 (in
Russian).
6. Frumkin M.A. Systolic calculation, Moscow: Nauka, 1990 (in Russian).
7. Aksenov V.P., Krasinski P.Y., Spiritov T.V. International electronics, 1987, No 7: 7–33 (in Russian).
8. Hrytsyk V.V. Models and tools for adaptive processing videostreams in computer vision systems, Lviv
NAS of Sci. SSRIII, 2011 (in Ukrainian).
Надiйшло до редакцiї 14.04.2015Нацiональний унiверситет “Львiвська полiтехнiка”
Тернопiльський нацiональний технiчний
унiверситет iм. Iвана Пулюя
Член-корреспондент НАН Украины В.В. Грицык, В.В. Грицык, А.Н. Зозуля
Высокоэффективные классы алгоритмов и высокопродуктивных
систем реализации синхронных интерактивных сетей
систолическими матрицами обработки данных
Национальный университет “Львовская политехника”
Тернопольский национальный технический университет им. Ивана Пулюя
Определены высокопродуктивные системы реализации синхронных интерактивных сетей
систолическими матрицами обработки данных. Предложены возможности реализации об-
работки данных в реальном времени на НВИС, ориентированных на решение задач компью-
терного зрения в разных областях.
Ключевые слова: реальное время обработки информации, систолические матрицы обра-
ботки данных.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №12 23
Corresponding Member of the NAS of Ukraine V.V. Hrytsyk, V. V. Hrytsyk,
A.M. Zozulya
Highly efficient classes of algorithms and high-performance systems
implementing the synchronous interaction networks with
data-processing systolic matrices
National University “L’vivska Politekhnika”,
Ivan Pulyui Ternopil’ National Technical University”
High-performance computing systems implementing the synchronous interaction networks with
data-processing systolic matrix are defined. Some possibilities for the data processing in real ti-
me with VLSIC’s oriented to solving the computer vision problems in various fields are proposed.
Keywords: real time of data processing, systolic matrix of data processing.
24 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №12
|