行划分的矩阵相乘并行改进及其dsp实现

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1、DSP开发与应用中文核心期刊‘微计算机信患>(嵌入式与SOC)2008年第24卷第7-2期曼!苎!l==II鼍!曼!曼曼曼曼量鼍鼍文章编号：1008-0570(2008)07-2-0216-03行划分的矩阵相乘并行改进及其DSP实现TheimprovememntrealizationofmatrixmultiplicationthatbasedonrowspartitionandinDSP准林工学院)张新菊刘羽韩枭ZHANGXin-juLIUYuHANXiao摘要：在阵列信号处理中需要大量的矩阵运算，而其中最基本的就是矩阵相乘运算。本文就矩阵相乘的行划分并行实

2、现进行了改进，将A矩阵的一行和整个B矩阵传输到每个工作进程，其中第一个工作进程指定在某台机器，其余工作进程由PVM选择在合适的机器土产生。该并行实现基于PVM环境，采用主从编程模式。然后给出了改进的行划分矩阵相乘在DSP上实现的方案。关键词：3-作站机群；PVM；并行算法；DSF中图分类号：TP393．09文献标识码．AAbstract：Owingtoneedingagreatdealofmatrixoperationinthearraysis,血processing，butamongthemthemostessentialisthematrixmuhipli

3、cation．Thistextstudiestheimprovementthatbasedonlinepartitionofmatrixmultiplication，deliversonelineofmatrixAandthewholematrixBtoeachprogress，andthefirstworkprogzessisappointedinthecertainmachine，theotherworkpro-gressesareproducedintheappropriatedmachinebyPVM．ThisschemeisbasedonthePVM

4、enviromnentandMaster／Slavemode，thenachievesthematrixmultiplicationofimprovedlinepartitionintheDSP．KeyWords：COW；PVM；PareHelComputing；DSP。1引言并行算法可以根据算法的特点进行算法分解，首先需要分析数据的依存关系和依赖关系，寻找任务的并行性，将多个操作合并成一个任务，然后将整个程序分解为单个任务，同时还可以分析目标的结构通信连接和时序关系，进行并行处理。而工作站机群能充分利用现有的—『=作站资源和局域网，在工作站机群上，对传统的并

5、行数值计算算法进行优化和改进，可以大幅度提高计算的效率，缩短计算的时间。数字信号处理对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理，能使我们对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解，在阵列信号处理中需要大量的矩阵运算，而其中最基本的就是矩阵乘法运算。本文就矩阵相乘在PVM环境下进行了并行化改进实现，并在数字信号处理器中得以实现。2问题的提出在文献和中介绍了一种矩阵相乘的算法。为了提高矩阵相乘的效率戒何将其进行并行化改进萁中矩阵A采用按行划分，矩阵B整个的传给每个工作进程。而PVM程序采用MastedSlave编程模式。首危主进程产生n个工作进程萁中第—个工作进程指定在

6、某台机器，其余工作进程由PVM选择合适的机器产生。每个王作进程完成矩阵乘积后蒲计算结果返回Master进程。假设矩阵A、B、C均是n阶方阵，其中A被划分为n个n阶的子矩阵，A、B是将进行乘法运算的初始矩阵，C存放运算结果，C在运算前为零矩阵。现在假设有n个处理机P．。(1

7、乘的结果矩阵c。而在矩阵相乘的直接实现中，将A矩阵的一行和B矩阵的一列传送到一台处理机，这样就需要nz台处理机，实现框图和过程如下所示：矩阵的串行实现代码如下：for(i～ntondo州j‘1)tond0t·一0for(k--1)tojdot—t+ai．k地．JrepeatCiJ‘一t在单个DSP中实现需要三个循环强嘱填微杂度为N(o，。cD加】矩阵相乘的直接实现图3矩阵相乘任务分配及并行PVM程序3．I子任务分配策略现在考虑矩阵的分配月题。假设有n个处理机，且在工作站机群上，采用PVM并行编程环境实现矩阵相乘的并行算法，必须将n个处理机对应于n个并行子任务，

8、每个子任务可以独立地进行局部矩阵运算并