CN104598391A - 一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统，所述方法包括将待转置矩阵分块，将分块后的矩阵进行存储以及读取存储数据进行转置操作。本发明通过分块存储待转置数据，并跳变读取待转置数据，提高了矩阵的转置效率，节省了转置时间。

Description

一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统

技术领域

本发明涉及存储器读取技术领域，尤其涉及一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统。

背景技术

目前，SAR成像处理系统中常用SDRAM作为数据的存储介质。由于SDRAM的结构特点，SDRAM对于顺序的地址跳变访问可以达到非常高的读写速率，但在地址跳变的随机访问情况下，大量的换行操作严重降低了访问效率。因此，采用行进列出或者列进行出的方法进行矩阵的转置，效率很低。

因此现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统，旨在解决现有技术中采用行进列出或者列进行出的方法进行矩阵的转置，效率较低的缺陷。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其中，所述方法包括步骤：

S1、将待转置二维矩阵A(j，i)划分为M×L个大小相等的子矩阵A_ml：

$A_{\mathrm{ml}}=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{00}& A_{01}& ...& A_{0(L-1)}\\ A_{10}& A_{11}& ...& A_{1(L-1)}\\ ...& ...& ...& ...\\ A_{(M-1)0}& A_{(M-1)1}& A_{00}& A_{(M-1)(L-1)}\end{array}\right]$

其中，0≤i<N_R，0≤j<N_A，N_R为二维矩阵A(j，i)的总列数，N_A为二维矩阵A(j，i)的总列数，每个子矩阵A_ml的大小为N_A’×N_R’，N_A’＝N_A/M，N_R’＝N_R/L，0≤m≤(M-1)，0≤l≤(L-1)；

S2、将每个子矩阵A_ml的元素存入存储器的存储空间的同一物理行中，有：

B_ml(N_R'·p+q)＝A_ml(p，q)，0≤p≤N_A’，0≤q≤N_R’；

B(L×N_A'×N_R'+M×N_A'×N_R'+k)＝B_ml(k),0≤k≤N_A’×N_R’；

存储器的存储空间的同一物理行的存储大小为2ⁿ字节，其中n为正整数；

S3、当进行转置时，从存储器的存储空间的每一物理行中隔N_R个点取出一个点进行转置。

所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其中，所述步骤S2中当n为偶数时，则M和L均等于2^n/2。

所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其中，所述步骤S2中当n为奇数时，则M等于2^(n-1)/2，且L等于2^(n+1)/2。

一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其中，包括：

子矩阵获取模块，用于将待转置二维矩阵A(j，i)划分为M×L个大小相等的子矩阵A_ml：

$A_{\mathrm{ml}}=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{00}& A_{01}& ...& A_{0(L-1)}\\ A_{10}& A_{11}& ...& A_{1(L-1)}\\ ...& ...& ...& ...\\ A_{(M-1)0}& A_{(M-1)1}& A_{00}& A_{(M-1)(L-1)}\end{array}\right]$

其中，0≤i<N_R，0≤j<N_A，N_R为二维矩阵A(j，i)的总列数，N_A为二维矩阵A(j，i)的总列数，每个子矩阵A_ml的大小为N_A’×N_R’，N_A’＝N_A/M，N_R’＝N_R/L，0≤m≤(M-1)，0≤l≤(L-1)；

写入模块，用于将每个子矩阵A_ml的元素存入存储器的存储空间的同一物理行中，有：

B_ml(N_R'·p+q)＝A_ml(p，q)，0≤p≤N_A’，0≤q≤N_R’；

B(L×N_A'×N_R'+M×N_A'×N_R'+k)＝B_ml(k),0≤k≤N_A’×N_R’；

存储器的存储空间的同一物理行的存储大小为2ⁿ字节，其中n为正整数；

转置模块，用于当进行转置时，从存储器的存储空间的每一物理行中隔N_R个点读取出一个点进行转置。

所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统，其中，所述步骤S2中当n为偶数时，则M和L均等于2^n/2。

所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统，其中，所述步骤S2中当n为奇数时，则M等于2^(n-1)/2，且L等于2^(n+1)/2。

本发明提供一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统，所述方法包括将待转置矩阵分块，将分块后的矩阵进行存储以及读取存储数据进行转置操作。本发明通过分块存储待转置数据，并跳变读取待转置数据，提高了矩阵的转置效率，节省了转置时间。

附图说明

图1为本发明所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1，图1是本发明所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法较佳实施例的流程图。如图1所示，所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，包括以下步骤：

步骤S100、将待转置二维矩阵A(j，i)划分为M×L个大小相等的子矩阵A_ml：

$A_{\mathrm{ml}}=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{00}& A_{01}& ...& A_{0(L-1)}\\ A_{10}& A_{11}& ...& A_{1(L-1)}\\ ...& ...& ...& ...\\ A_{(M-1)0}& A_{(M-1)1}& A_{00}& A_{(M-1)(L-1)}\end{array}\right]$

其中，0≤i<N_R，0≤j<N_A，N_R为二维矩阵A(j，i)的总列数，N_A为二维矩阵A(j，i)的总列数，每个子矩阵A_ml的大小为N_A’×N_R’，N_A’＝N_A/M，N_R’＝N_R/L，0≤m≤(M-1)，0≤l≤(L-1)。

步骤S200、将每个子矩阵A_ml的元素存入存储器的存储空间的同一物理行中，有：

B_ml(N_R'·p+q)＝A_ml(p，q)，0≤p≤N_A’，0≤q≤N_R’；

B(L×N_A'×N_R'+M×N_A'×N_R'+k)＝B_ml(k),0≤k≤N_A’×N_R’；

存储器的存储空间的同一物理行的存储大小为2ⁿ字节，其中n为正整数；

当n为偶数时，则M和L均等于2^n/2；当n为奇数时，则M等于2^(n-1)/2，且L等于2^(n+1)/2。

步骤S300、当进行转置时，从存储器的存储空间的每一物理行中隔N_R个点取出一个点进行转置。

如果采用行进列出的传统读取方式，访问A(j，i)的一行中的所有数据，数据地址是连续的；如果访问A(j，i)的一列中的所有数据，数据的地址跳变间隔为N_R。显然，访问列时，每读写一个数据，SDRAM就需要进行一次换行操作，访问效率大大降低。通过本发明的方法访问A(j，i)中的一行只需要进行L次换行，访问一列只需要M次换行。假设换行操作需要n_rowchange个时钟周期，行内操作都是单周期的，那么此时行访问的效率为 ${\mathrm{\&eta;}}_R=\frac{{N_R}^{\&prime;}}{{N_R}^{\&prime;}+n_{\mathrm{rowchange}}},$ 列访问的效率为 ${\mathrm{\&eta;}}_A=\frac{{N_A}^{\&prime;}}{{N_A}^{\&prime;}+n_{\mathrm{rowchange}}}.$ 由此可见，本发明基于SDRAM行内操作的流水能力，从数据矩阵中划分出一个分布在两维空间的子数据块，将一个子数据块映射到SDRAM的一行内，这样对SDRAM一行内数据的连续访问就可以实现访问二维数据的目的，使对数据矩阵的两维访问速度达到平衡，降低了转置所需的时间，提高了访问效率。

基于上述方法，本发明还提供了待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统。如图2所示，其为本发明所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统较佳实施例的结构框图，所述系统包括：

子矩阵获取模块100，用于将待转置二维矩阵A(j，i)划分为M×L个大小相等的子矩阵A_ml：

$A_{\mathrm{ml}}=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{00}& A_{01}& ...& A_{0(L-1)}\\ A_{10}& A_{11}& ...& A_{1(L-1)}\\ ...& ...& ...& ...\\ A_{(M-1)0}& A_{(M-1)1}& A_{00}& A_{(M-1)(L-1)}\end{array}\right]$

其中，0≤i<N_R，0≤j<N_A，N_R为二维矩阵A(j，i)的总列数，N_A为二维矩阵A(j，i)的总列数，每个子矩阵A_ml的大小为N_A’×N_R’，N_A’＝N_A/M，N_R’＝N_R/L，0≤m≤(M-1)，0≤l≤(L-1)。

写入模块200，用于将每个子矩阵A_ml的元素存入存储器的存储空间的同一物理行中，有：

B_ml(N_R'·p+q)＝A_ml(p，q)，0≤p≤N_A’，0≤q≤N_R’；

B(L×N_A'×N_R'+M×N_A'×N_R'+k)＝B_ml(k),0≤k≤N_A’×N_R’；

存储器的存储空间的同一物理行的存储大小为2ⁿ字节，其中n为正整数。

转置模块300，用于当进行转置时，从存储器的存储空间的每一物理行中隔N_R个点读取出一个点进行转置。

进一步地实施例，在所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统中，所述步骤S2中当n为偶数时，则M和L均等于2^n/2。

进一步地实施例，在所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统中，所述步骤S2中当n为奇数时，则M等于2^(n-1)/2，且L等于2^(n+1)/2。

综上所述，本发明提供一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法及系统，所述方法包括将待转置矩阵分块，将分块后的矩阵进行存储以及读取存储数据进行转置操作。本发明通过分块存储待转置数据，并跳变读取待转置数据，提高了矩阵的转置效率，节省了转置时间。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1、将待转置二维矩阵A(j，i)划分为M×L个大小相等的子矩阵A_ml：

$A_{\mathrm{ml}}=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{00}& A_{01}& ...& A_{0(L-1)}\\ A_{10}& A_{11}& ...& A_{1(L-1)}\\ ...& ...& ...& ...\\ A_{(M-1)0}& A_{(M-1)1}& A_{00}& A_{(M-1)(L-1)}\end{array}\right]$

其中，0≤i<N_R，0≤j<N_A，N_R为二维矩阵A(j，i)的总列数，N_A为二维矩阵A(j，i)的总列数，每个子矩阵A_ml的大小为N_A’×N_R’，N_A’＝N_A/M，N_R’＝N_R/L，0≤m≤(M-1)，0≤l≤(L-1)；

S2、将每个子矩阵A_ml的元素存入存储器的存储空间的同一物理行中，有：

B_ml(N_R'·p+q)＝A_ml(p，q)，0≤p≤N_A’，0≤q≤N_R’；

B(L×N_A'×N_R'+M×N_A'×N_R'+k)＝B_ml(k),0≤k≤N_A’×N_R’；

存储器的存储空间的同一物理行的存储大小为2ⁿ字节，其中n为正整数；

S3、当进行转置时，从存储器的存储空间的每一物理行中隔N_R个点取出一个点进行转置。

2.根据权利要求1所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其特征在于，所述步骤S2中当n为偶数时，则M和L均等于2^n/2。

3.根据权利要求1所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其特征在于，所述步骤S2中当n为奇数时，则M等于2^(n-1)/2，且L等于2^(n+1)/2。

4.一种待转置二维矩阵的分块线性存储读取方法，其特征在于，包括：

子矩阵获取模块，用于将待转置二维矩阵A(j，i)划分为M×L个大小相等的子矩阵A_ml：

$A_{\mathrm{ml}}=\left[\begin{array}{cccc}{A}_{00}& A_{01}& ...& A_{0(L-1)}\\ A_{10}& A_{11}& ...& A_{1(L-1)}\\ ...& ...& ...& ...\\ A_{(M-1)0}& A_{(M-1)1}& A_{00}& A_{(M-1)(L-1)}\end{array}\right]$

其中，0≤i<N_R，0≤j<N_A，N_R为二维矩阵A(j，i)的总列数，N_A为二维矩阵A(j，i)的总列数，每个子矩阵A_ml的大小为N_A’×N_R’，N_A’＝N_A/M，N_R’＝N_R/L，0≤m≤(M-1)，0≤l≤(L-1)；

写入模块，用于将每个子矩阵A_ml的元素存入存储器的存储空间的同一物理行中，有：

B_ml(N_R'·p+q)＝A_ml(p，q)，0≤p≤N_A’，0≤q≤N_R’；

B(L×N_A'×N_R'+M×N_A'×N_R'+k)＝B_ml(k),0≤k≤N_A’×N_R’；

存储器的存储空间的同一物理行的存储大小为2ⁿ字节，其中n为正整数；

转置模块，用于当进行转置时，从存储器的存储空间的每一物理行中隔N_R个点读取出一个点进行转置。

5.根据权利要求4所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统，其特征在于，所述步骤S2中当n为偶数时，则M和L均等于2^n/2。

6.根据权利要求4所述待转置二维矩阵的分块线性存储读取系统，其特征在于，所述步骤S2中当n为奇数时，则M等于2^(n-1)/2，且L等于2^(n+1)/2。