2023年第36卷第7期ElectronicSci.＆Tech./Jul.15，2023https://journal.xidian.edu.cn收稿日期:2022-01-13基金项目:国家自然科学基金(61974039);航空科学基金(2018ZCP4003)NationalNaturalScienceFoundationofChina(61974039);AeroScienceFoundationofChina(2018ZCP4003)作者简介:余浩然(1997－)男，硕士研究生。研究方向:集成电路设计与测试。肖昊(1982－)男，教授，博士生导师。研究方向:专用硬件加速器、多核片上系统(MPSoC)设计。基于LDL算法的大规模矩阵求逆加速器设计及其FPGA实现余浩然，肖昊(合肥工业大学微电子学院，安徽合肥230009)摘要矩阵求逆是工程计算中的基本问题，在大规模MIMO系统、阵列信号处理以及图像信号处理等应用中，大规模矩阵求逆的处理速度对系统性能至关重要，但传统矩阵求逆方法运算复杂度高、并行性低且消耗大量存储空间，不利于硬件加速。针对大规模矩阵求逆硬件加速问题，文中研究了基于LDL分解的矩阵求逆算法，并提出了一种基于该算法的大规模矩阵求逆加速架构。利用LDL分解后三角矩阵对角线元素全为1的特点，对矩阵进行分块迭代设计，减少了求逆运算的计算量，提高了计算速度。文中基于XilinxVirtex7FPGA设计实现了该加速器，实验结果表明，在128阶矩阵下，吞吐量达105．2Inv·s－1，最高时钟频率达200MHz。与现有矩阵求逆加速方案相比，该设计占用的硬件资源更少，且具有更高的性能。关键词LDL分解;矩阵求逆;Cholesky分解;矩阵分块;三角矩阵变换;矩阵相乘;硬件加速;现场可编程门阵列中图分类号TP309．7;TN99文献标识码A文章编号1007－7820(2023)07－001－07doi:10.16180/j.cnki.issn1007－7820.2023.07.001DesignandFPGAImplementationofLargeScaleMatrixInversionAcceleratorBasedonLDLAlgorithmYUHaoran，XIAOHao(SchoolofMicroelectronics，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)AbstractMatrixinversionisabasicprobleminengineeringcalculation．Inlarge－scaleMIMOsystems，arraysignalprocessing，imagesignalprocessingandotherapplications，theprocessingspeedoflarge－scalematrixinver-sionisveryimportanttothesystemperformance．However，thetraditionalmatrixinversionmethodhashighcomputa-tionalcomplexity，lowparallelismandconsumesalotofstoragespace，whichisnotconducivetohardwareaccelera-tion．Aimingatthehardwareaccelerationproblemoflarge－scalematrixinversion，t...
