【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有运算器的模拟器以及用于运行模拟器的方法。
技术介绍
1、本申请的任务在于，实现更好地充分利用模拟器的用于计算的现有资源，以便实现在模拟器中延迟时间与需要的硬件资源之间的平衡。
技术实现思路
1、包括运算器的模拟器以及具有独立权利要求的特征的用于运行包括这样的运算器的模拟器的方法具有的优点在于，通过并行化至少一个乘法器与至少一个加法器的运算任务实现更好地充分利用用于计算的现有资源。
2、因此提出一种包括运算器的模拟器，其中，模拟器模拟技术系统且在此根据输入向量通过矩阵向量乘法确定输出向量用以输出模拟器的输出信号。矩阵代表技术系统，其中，运算器针对矩阵向量乘法具有至少一个乘法器和至少一个加法器。所述至少一个乘法器和所述至少一个加法器分别配置为时间复用以便实施其相应的任务。在此，设有调度器，其使得所述至少一个乘法器的输出值分配给所述至少一个加法器。调度器此外可以将所设定的乘法的输入值分配给所述至少一个乘法器。相应地，所述方法设计为用于运行包括运算器的模拟器。
3、模拟器在此应理解为如下装置，所述装置适合于特别是在设备(例如控制器)的功能性以及必要时还有耐久性方面检查所述设备。亦即，模拟器与应测试的设备相应地连接，以便通过对技术系统的模拟根据以输入信号形式的相应输入值将以输出信号形式的输出值转发给所述设备，从而所述设备随后可以在功能上对此做出反应。所述设备的输出值由模拟器作为其输入值接收且由所模拟的技术系统处理。因此，这样的模拟器具有接口，以便
4、这样的模拟器的中央元件是运算器。所述运算器可以具有一个或多个计算机，例如微处理器、微控制器、信号处理器、但还有所谓的fpga，如其从从属权利要求所得知的那样。fpga是所谓的现场可编程门阵列，其表示数字技术中的集成电路，逻辑电路可以加载在所述集成电路中。从名称所得知的那样，在此将相应的功能加载到所述fpga上且预先对其编程。运算器可以具有这样的fpga或多个且组合地也还有其他处理器、如微处理器、微控制器等。
5、按照本申请的技术系统应理解为所有可能的装置，所述装置常规地由模拟器模拟，以便在测试阶段期间与另一设备处于连接。模拟器随后通过其运算器根据相应的输入值模拟所述技术系统，以便根据所述输入值产生输出值。在此由矩阵代表所述技术系统。输入值在此被接收到输入向量中。通过所谓的矩阵向量乘法确定技术系统对输入值的反应，亦即使得所述矩阵与输入向量相乘。对于矩阵向量乘法，首先实施将行的矩阵系数与输入向量的向量分量的相乘。该乘积的相加产生输出向量的第一分量。这随后逐行地如此实施，从而随后输出向量整体地存在。因此需要乘法器和加法器用于所述矩阵向量乘法，以便执行所述矩阵向量乘法。随后在运算器中根据现有硬件如此设立所述乘法器和加法器。
6、按照本申请现在规定，所述至少一个乘法器和所述至少一个加法器配置为时间复用以便实施其相应的任务。为了相应地适合地分配所述任务，按照本申请设有所谓的调度器。所述调度器将所述至少一个乘法器的输出值分配给所述至少一个加法器。通过这样巧妙的分配可能的是，适合地充分利用现有资源以用于矩阵向量乘法。这通过并行利用现有乘法器和加法器来实现。
7、不仅所述至少一个乘法器而且所述至少一个加法器以及调度器可以通过软件和/或硬件方式构成在模拟器的运算器上。
8、通过在从属权利要求中提出的措施和进一步扩展方案，使得在独立权利要求中提出的包括运算器的模拟器或用于运行这样的模拟器的方法的有利改进成为可能。
9、在一个实施方式中，技术系统可以是具有至少一个开关的功率电子电路，且矩阵可以代表功率电子电路。功率电子电路转换电能且在此特别是应用开关、特别是半导体开关，所述半导体开关例如构成为晶体管和/或晶闸管和/或还有二极管。功率电子电路例如驱控电动机，诊断电动机的数据和/或与能源、例如电池或电网连接端连接，以便相应地转换所述能量用于电动机。例如，通过功率电子电路将交流电转换为直流电，或反之亦然。那么也就是说存在变流器。如果这样的功率电子电路变得更复杂、亦即使用多个开关，那么对这样的功率电子电路的模拟相应地耗费。因此，本申请的技术方案是节省资源的，其方式为至少部分地并行使用现有乘法器和加法器。
10、在一个实施例中，为了实现时间复用，所述至少一个乘法器和所述至少一个加法器可以在相应的当前任务以所述当前任务的相应结果结束之前开始其相应的后续任务。以此可以实现并行化，所述并行化允许获得时间且不等待例如所述至少一个乘法器已经结束对结果的计算。
11、此外可以在一个实施例中规定，为了实施乘法器和/或加法器的相应任务设有至少两个时钟。其中，在分别一个时钟到期之后已经开始相应的后续任务。这促成上述并行化且因此促成改善地充分利用现有资源。因此可以改善并行化，从而例如一旦所述至少一个乘法器已经结束前一个时钟的乘法，则例如可以开始加法。
12、此外有如下实施方式，其中，运算器具有处理器或如上所述的fpga(现场可编程门阵列)。
13、在一个实施方式中，输入向量具有电气特征参量，所述电气特征参量设定为应用于技术系统上、特别是功率电子电路上。亦即，输入向量具有例如被施加在技术系统上的电压和/或电流值，以便运行所述技术系统。
14、此外可以规定，调度器将用于矩阵向量乘法的矩阵系数和向量分量分配给所述运算器的所述至少一个乘法器和/或所述至少一个加法器和/或另外的硬件和/或软件组件。调度器因此可以理解为组织矩阵向量乘法的控制实例。矩阵系数应理解为矩阵中的一个条目、亦即在预定的列和预定的行上存在恰好一个这样的矩阵系数。众所周知，一个向量具有多个分量，且在此讨论这些向量分量。
15、在一个实施方式中，调度器将所述至少一个相应的乘法器的相应任务的相应结果分配给所述至少一个相应的加法器，用以实施另一任务、亦即加法。因此，所述至少一个乘法器的乘法的结果立刻用于下一任务、亦即加法。这可以缩短矩阵向量乘法的执行持续时间。
16、在一个实施方式中，运算器具有多个乘法器，所述乘法器与矩阵的维度有关。按照本申请得知：可以根据矩阵的维度确定乘法器的数量，使得可以有利地调节需要的硬件资源与用于矩阵向量乘法的延迟时间的比例。矩阵的维度理解为将列数与行数相乘的乘积。乘法器的优选数量是矩阵的维度的一半。
17、在具有乘法器数量对应于矩阵维度的一半的这样的设计方案中，虽然总的延迟时间相比于完全并行化的系统提高。但是这种布置结构正好仅仅利用对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.包括运算器(FPGA)的模拟器(SIM)，所述模拟器设立为模拟技术系统，其中，所述模拟器(SIM)设立为，根据输入向量(v)通过矩阵向量乘法来确定输出向量(b)用以输出模拟器(SIM)的输出信号，其中，矩阵(M)代表技术系统，运算器(FPGA)针对所述矩阵向量乘法具有至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)和至少一个加法器(Add1、Add2)，所述至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)和所述至少一个加法器(Add1、Add2)分别配置为时间复用以便实施其相应的任务，其中，设有调度器(S)，所述调度器设立为将所述至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)的输出值分配给所述至少一个加法器(Add1、Add2)。
2.根据权利要求1所述的模拟器(SIM)，其中，所述技术系统是具有至少一个开关的功率电子电路，且所述矩阵(M)代表功率电子电路。
3.根据权利要求1或2所述的模拟器(SIM)，其中，为了实现时间复用，所述至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)和所述至少一个加法器(Add1、Add2)设立为，在相应的当前任务以该当前任务的相应结果结束之前，开始其
4.根据权利要求3所述的模拟器(SIM)，其中，为了实施相应的任务设有至少两个时钟(T FPGA)，其中设定为，在分别一个时钟(TFPGA)到期之后开始相应的后续任务。
5.根据上述权利要求之一所述的模拟器(SIM)，其中，所述运算器(FPGA)具有处理器和/或FPGA。
6.根据上述权利要求之一所述的模拟器(SIM)，其中，所述输入向量(v)具有电气特征参量，所述电气特征参量设定为应用于技术系统上、特别是功率电子电路上。
7.根据上述权利要求之一所述的模拟器(SIM)，其中，所述调度器(S)设立为，分配用于矩阵向量乘法的矩阵系数和向量分量。
8.根据权利要求7所述的模拟器(SIM)，其中，所述调度器(S)设立为，将所述至少一个相应的乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)的相应任务的相应结果分配给所述至少一个相应的加法器(Add1、Add2)，用以实施另一任务。
9.根据上述权利要求之一所述的模拟器(SIM)，其中，所述运算器(FPGA)具有多个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)，所述乘法器与矩阵(M)的维度有关。
10.根据上述权利要求之一所述的模拟器(SIM)，其中，所述模拟器设立为，在矩阵向量乘法之前检查矩阵(M)，所述至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)的任务的执行和/或所述至少一个加法器(Add1、Add2)的任务的执行和/或输出值由调度器(S)的分配与所述检查的结果有关。
11.用于运行包括运算器(FPGA)的模拟器(SIM)的方法，所述模拟器模拟技术系统、特别是具有至少一个开关的功率电子电路，其中，所述模拟器(SIM)根据输入向量(v)通过矩阵向量乘法来确定输出向量(b)用以输出模拟器(SIM)的输出信号，其中，矩阵(M)代表功率电子电路，所述运算器(FPGA)针对所述矩阵向量乘法使用至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)和至少一个加法器(Add1、Add2)，所述至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)和所述至少一个加法器(Add1、Add2)分别使用时间复用以便实施其相应的任务，其中，调度器(S)将所述至少一个乘法器(Mu1、Mu2、Mu3)的输出值分配给所述至少一个加法器(Add1、Add2)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.包括运算器(fpga)的模拟器(sim)，所述模拟器设立为模拟技术系统，其中，所述模拟器(sim)设立为，根据输入向量(v)通过矩阵向量乘法来确定输出向量(b)用以输出模拟器(sim)的输出信号，其中，矩阵(m)代表技术系统，运算器(fpga)针对所述矩阵向量乘法具有至少一个乘法器(mu1、mu2、mu3)和至少一个加法器(add1、add2)，所述至少一个乘法器(mu1、mu2、mu3)和所述至少一个加法器(add1、add2)分别配置为时间复用以便实施其相应的任务，其中，设有调度器(s)，所述调度器设立为将所述至少一个乘法器(mu1、mu2、mu3)的输出值分配给所述至少一个加法器(add1、add2)。
2.根据权利要求1所述的模拟器(sim)，其中，所述技术系统是具有至少一个开关的功率电子电路，且所述矩阵(m)代表功率电子电路。
3.根据权利要求1或2所述的模拟器(sim)，其中，为了实现时间复用，所述至少一个乘法器(mu1、mu2、mu3)和所述至少一个加法器(add1、add2)设立为，在相应的当前任务以该当前任务的相应结果结束之前，开始其相应的后续任务。
4.根据权利要求3所述的模拟器(sim)，其中，为了实施相应的任务设有至少两个时钟(t fpga)，其中设定为，在分别一个时钟(tfpga)到期之后开始相应的后续任务。
5.根据上述权利要求之一所述的模拟器(sim)，其中，所述运算器(fpga)具有处理器和/或fpga。
6.根据上述权利要求之一所述的模拟器(sim)，其中，所述输入向量(v)具有电气特征参量，所述电气特征参量设定为应用于技术系统上、特别是功率电子电路上。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·基弗，T·霍夫施塔特，
申请(专利权)人：德斯拜思有限公司，
类型：发明
国别省市：
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