International Conference on Information and Knowledge Technology

فارسی

Home / پانزدهمین کنفرانس بین المللی فناوری اطلاعات و دانش

Architectural Insights: Comparing Weight Stationary and Output Stationary Systolic Arrays for Efficient Computation

Authors :

Mahdi Kalbasi¹

1- University of Isfahan

Keywords :

Systolic arrays،Convolutional Neural Networks،Output stationary،Weight stationary

Abstract :

This paper compares two prevalent architectures in systolic arrays: weight stationary and output stationary methods. Systolic arrays utilize interconnected processing elements (PEs) to perform parallel processing, making them suitable for applications in digital signal processing, image processing, and machine learning. We focus on their implementation of 2D matrix multiplication, a fundamental operation in neural networks. Simulations were conducted using Verilog HDL within the Xilinx Vivado Design Suite 2019, employing a 3x1 input matrix and a 3x3 weight matrix. Results confirmed the functionality of both architectures, with output matrices matching expected results. Weight stationary designs minimized data movement, while output stationary designs enhanced throughput through effective input data reuse. With a critical path delay of approximately 8.8 ns, corresponding to a maximum frequency of about 113 MHz, the study highlights that the critical path remains stable when scaling the number of PEs. Overall, this research validates the effectiveness of both architectures in high-performance matrix operations, offering valuable insights for future systolic array designs.

List of archived papers

ارائه یک الگوریتم سلسله مراتبی جهت تشخیص نفوذ در شبکه های کامپیوتری

دکتر باقر رحیم پور کامی - سیدمحمد سیدی برشی باقر رحیم پور کامی - سیدمحمد سیدی برشی -

خوشه بندی مقید داده ها به کمک اتوماتای یادگیر سلولی

شکوفه علی محمدی - احمدعلی آبین

پیش‌بینی حجم ترافیک شهری با استفاده از داده‌های سرویس نشان مورد مطالعاتی: خیابان کمال اصفهان

مهسا لطیفی - جمشید مالکی

The risk prediction of heart disease by using neuro-fuzzy and improved GOA

Vahid Safari Dehnavi - Masoud Shafiee

SBST challenges from the perspective of the test techniques

Sepideh Kashefi Gargari - Dr Mohammad Reza Keyvanpour

ارائه یک مدل جهت تخصیص منابع به توابع مجازی شبکه (VNF) باهدف حفظ درجه تعادل بار در شبکه های چند دامنه ای مبتنی بر نرم‌افزار(multi-SDN)

امین زنداقطاعی - دکتر وحید ستاری نائینی امین زنداقطاعی - وحید ستاری نائینی -

Improving Privacy Protection in a Collaborative Blockchain-based E-Health Records System

Arman Emam-Hoseini - Samane Sobuti - دکتر سیاوش خرسندی - Alireza Hashemi-Golpayeghani

تشخیص حمله تزریق داده کاذب با روش OCD در شبکه هوشمند برق

محدثه جلیلی سنجرانی - سعید جلیلی - محمدکاظم شیخ الاسلامی

An integrated approach for estimating software cost estimation using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System and the Grey Wolf Optimization algorithm

Maryam Karimi - Taghi Javdani Gandomani - Mahdi Mosleh

Wireless Virtual-Reality by considering Hybrid Beamforming in IEEE802.11ay standard

Nasim Alikhani - Abbas Mohammadi

more

Samin Hamayesh - Version 42.3.1