矩阵运算系统、矩阵运算方法、卫星导航方法及存储介质技术方案

本申请提供一种矩阵运算系统、矩阵运算方法、卫星导航方法及存储介质，涉及卫星定位技术领域。该系统包括：矩阵运算加速器、总线、处理器和设置在矩阵运算加速器内部的内部存储器；总线连接矩阵运算加速器和处理器；矩阵运算加速器中设置有浮点运算单元阵列；处理器用于下发需要执行的目标任务以供矩阵运算加速器进行处理；矩阵运算加速器用于基于浮点运算单元阵列对目标任务的目标矩阵进行流水计算，得到计算数据。通过矩阵运算加速器中设置的浮点运算单元阵列对矩阵运算任务进行流水计算，并将各阶段的数据分别存储在对应的内部存储器中，能够降低矩阵运算的成本，提高矩阵运算的效率，从而提高卫星定位导航系统的工作效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
矩阵运算系统、矩阵运算方法、卫星导航方法及存储介质


[0001]本申请涉及卫星定位
，具体而言，涉及一种矩阵运算系统、矩阵运算方法、卫星导航方法及存储介质。

技术介绍

[0002]卫星定位导航系统是包含射频、基带、各类传感器、定位算法组成的系统。各设备能够将采集的数据输入给定位算法，定位算法融合来自基带的卫星定位信息和上述传感器的输入，获得高可靠性的定位导航信息，并传输给下游设备。在进行定位计算时，通常是由片上系统SOC(System on Chip)方法架构嵌入式处理器进行设计，其在一块芯片上集成了包括通用处理器核心、辅助核心、数据总线、存储设备、执行设备、通用接口、电源管理、传感器等组件构成的完整微电子电路系统。并且，围绕嵌入式处理器芯片，进行驱动底层软件开发、上层业务应用软件开发、配套硬件PCB电路板开发，以实现定位功能。
[0003]现有的处理器芯片中，通常采用通用处理器通过其总线访问专用的存储系统，由存储系统存放待处理的操作数矩阵，以及矩阵运算后的结果矩阵，由通用处理器运算完成矩阵运算中各步骤运算。但是，这种方式仅适用于简单计算的业务场景，对于大维度的矩阵运算，需占用较多CPU算力和总线带宽，矩阵运算性能较低，运算功耗以及芯片面积较大，从而导致目前的卫星定位导航系统进行定位计算时的效率较低且成本较高，无法满足多种定位和导航需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种矩阵运算系统、矩阵运算方法、卫星导航方法及存储介质，以改善现有技术中存在的定位计算效率较低且成本较高的问题。
[0005]为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种矩阵运算系统，所述系统包括：矩阵运算加速器、总线、处理器和设置在所述矩阵运算加速器内部的内部存储器；
[0006]所述总线连接所述矩阵运算加速器和所述处理器；
[0007]所述矩阵运算加速器中设置有浮点运算单元阵列；
[0008]所述处理器用于下发需要执行的目标任务以供所述矩阵运算加速器进行处理；
[0009]所述矩阵运算加速器用于基于所述浮点运算单元阵列对所述目标任务的目标矩阵进行流水计算，得到计算数据；
[0010]所述内部存储器用于分别存储所述目标矩阵和所述计算数据。
[0011]在上述实现过程中，通过在矩阵运算加速器中设置支持多种运算的浮点运算单元阵列，以基于其中的浮点运算单元阵列对接收的矩阵运算的目标任务的目标矩阵进行流水计算，并将各阶段的矩阵数据和计算得到的计算数据分别存储在对应的内部存储器中。无需设置复杂或较大的处理芯片进行矩阵运算，能够通过浮点计算降低矩阵运算的成本并提高矩阵运算时的效率，适用于对多种维度的矩阵运算任务进行处理，且将存储实体采用共享资源池模式进行调度，有效地节省了存储器的块数和容量需求，提升了矩阵运算加速器
的性能，提高了定位计算时的效率，降低了定位计算的计算成本，从而提高卫星定位导航系统的工作效率。
[0012]可选地，所述浮点运算单元阵列的设置参数根据矩阵运算的运算需求确定；其中，所述设置参数包括：算子类型以及并行度数量、流水级数量和维度信息中的至少一种。
[0013]在上述实现过程中，为了实现多种不同的计算功能，并适用于多种维度的矩阵计算，可以根据实际应用场景中矩阵运算的运算需求确定浮点运算单元阵列的算子类型、并行度数量、流水级数量以及维度信息等一种或多种参数信息，从而设置相应的浮点运算单元阵列。能够在低成本的情况下设置运算性能较高的浮点运算单元阵列进行计算，有效地提高了矩阵运算的效率，适用于对多种不同类型的矩阵运算任务进行处理。
[0014]可选地，其中，所述计算数据包括：中间数据和结果数据；
[0015]所述矩阵运算加速器具体获取当前执行的所述目标任务的所述目标矩阵；基于所述浮点运算单元阵列对所述目标矩阵进行拆分，得到一个或多个拆分矩阵和/或一个或多个运算行列向量；基于所述浮点运算单元阵列对一个或多个所述拆分矩阵和/或一个或多个所述运算行列向量进行流水计算，得到所述中间数据；基于所述浮点运算单元阵列和对应的算子类型，调用所有所述中间数据进行组合运算，得到所述结果数据。
[0016]在上述实现过程中，在进行矩阵运算时，可以对大维度的目标矩阵进行拆分，以得到一个或多个小的拆分矩阵和/或一个或多个运算行列向量，从而基于浮点运算单元阵列对一个或多个拆分矩阵和/或一个或多个运算行列向量进行流水计算，得到多个待用的中间数据，再根据浮点运算单元阵列以及对应的算子类型对中间数据进行组合运算，得到对目标矩阵完成计算后的结果数据。能够将大维度的目标矩阵拆分为一个或多个小维度矩阵和/或一个或多个运算行列向量进行计算，并且使用流水计算以提高计算的效率，适用于多种维度的矩阵运算。
[0017]可选地，其中，所述内部存储器中包括：第一类存储器、第二类存储器和第三类存储器；
[0018]所述第一类存储器用于存储所述目标矩阵；
[0019]所述第二类存储器用于存储所述中间数据；
[0020]所述第三类存储器用于存储所述结果数据。
[0021]在上述实现过程中，由于在矩阵运算加速器进行矩阵运算的过程中，需要调用原本的目标矩阵进行计算，且能够计算得到相应的中间数据和结果数据，因此，为了提高运算时每种数据的读取效率，可以对各阶段的数据进行分别存储，将多种类型的数据分别存入对应类型的内部存储器中，从而在需要对数据进行读取时，无需进行预处理后再进行读取，能够直接在相应的内部存储器中读取所需的数据，有效地提高了矩阵运算加速器内部存储仲裁和访问的效率，从而提高了矩阵运算的效率。
[0022]可选地，其中，所述系统还包括：外部存储器，所述内部存储器中还包括：第四类存储器；所述外部存储器通过总线与所述矩阵运算加速器和所述处理器连接；
[0023]所述外部存储器用于存储未启动任务的操作数矩阵；
[0024]在所述矩阵运算加速器对所述目标矩阵进行计算的情况下，所述第四类存储器用于存储所述矩阵运算加速器从所述外部存储器中预读取的下一个或多个执行的后续任务的所述操作数矩阵；
[0025]所述矩阵运算加速器用于将所述第三类存储器中存储的所述结果数据搬移到所述外部存储器中。
[0026]在上述实现过程中，由于具有多个矩阵运算任务，因此，可以设置与矩阵运算加速器和处理器连接的外部存储器，以存储多个任务的操作数矩阵。并且，由于每个矩阵运算任务都需要读取相应的数据进行计算，为了减少后续任务的等待时间和数据读取时间，内部存储器中还可以包括第四类存储器，在矩阵运算加速器计算当前的目标任务的情况下，矩阵运算加速器能够从外部存储器中提前预读取下一个或多个执行的后续任务的操作数矩阵，并将操作数矩阵存储在第四类存储器中，且矩阵运算加速器还能够将第三类存储器中存储的结果数据搬移到外部存储器中进行处理，以保证矩阵运算任务之间高效的流水处理，提高矩阵运算任务的执行效率。
[0027]可选地，其中，所述矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矩阵运算系统，其特征在于，所述系统包括：矩阵运算加速器、总线、处理器和设置在所述矩阵运算加速器内部的内部存储器；所述总线连接所述矩阵运算加速器和所述处理器；所述矩阵运算加速器中设置有浮点运算单元阵列；所述处理器用于下发需要执行的目标任务以供所述矩阵运算加速器进行处理；所述矩阵运算加速器用于基于所述浮点运算单元阵列对所述目标任务的目标矩阵进行流水计算，得到计算数据；所述内部存储器用于分别存储所述目标矩阵和所述计算数据。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浮点运算单元阵列的设置参数根据矩阵运算的运算需求确定；其中，所述设置参数包括：算子类型以及并行度数量、流水级数量和维度信息中的至少一种。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述计算数据包括：中间数据和结果数据；所述矩阵运算加速器具体获取当前执行的所述目标任务的所述目标矩阵；基于所述浮点运算单元阵列对所述目标矩阵进行拆分，得到一个或多个拆分矩阵和/或一个或多个运算行列向量；基于所述浮点运算单元阵列对一个或多个所述拆分矩阵和/或一个或多个所述运算行列向量进行流水计算，得到所述中间数据；基于所述浮点运算单元阵列和对应的算子类型，调用所有所述中间数据进行组合运算，得到所述结果数据。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述内部存储器中包括：第一类存储器、第二类存储器和第三类存储器；所述第一类存储器用于存储所述目标矩阵；所述第二类存储器用于存储所述中间数据；所述第三类存储器用于存储所述结果数据。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其中，所述系统还包括：外部存储器，所述内部存储器中还包括：第四类存储器；所述外部存储器通过总线与所述矩阵运算加速器和所述处理器连接；所述外部存储器用于存储未启动任务的操作数矩阵；在所述矩阵运算加速器对所述目标矩阵进行计算的情况下，所述第四类存储器用于存储所述矩阵运算加速器从所述外部存储器中预读取的下一个或多个执行的后续任务的所述操作数矩阵；所述矩阵运算加速器用于将所述第三类存储器中存储的所述结...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，刘永胜，金晶，
申请(专利权)人：上海华测导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：