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

یک روش کارآمد جهت تشخیص آنلاین حملات DRDoS به سرویس های مبتنی بر UDP درمعماری SDN با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین

میترا اکبری کهنه شهری - دکتر رضا محمدی - دکتر محمد نصیری میترا اکبری کهنه شهری - رضا محمدی - محمد نصیری -

IoMT-Enabled Smart Healthcare: State-of-the-Art, Security and Future Directions

Shivam Tripathi - Vatsalkumar Makwana - Malaram Kumhar - Harshal Trivedi - Jitendra Bhatia - Sudeep Tanwar - Hossein Shahinzadeh

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

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

Face Recognition Based on Local Statistical Features and Artificial Neural Network

Mehdi Moghimi - Dr Hadi Grailu

سنجش داده محور ارزش ویژه برند کارکنان

علیرضا برادران - سپیده نصیری

پیشنهادات کالیبره شده براساس احساسات استخراج شده از متون مرتبط با آیتم ها

شیوا پارساراد - دکتر سامان هراتی زاده شیوا پارساراد - سامان هراتی زاده -

پیاده سازی سیستم پیش بیمارستانی یافت آمبولانس مناسب در محیط رایانش ابری با استفاده از شبیه ساز کلودسیم

ریحانه حسن رحیمی - فهیمه یزدان پناه

قطعه بندی خودکار توده کلیه در تصاویر توموگرافی کامپیوتری با استفاده از هم‌افزایی شبکه عصبی عمیق U-Net و الگوریتم فراابتکاری نهنگ

علی خلیلی - محمد مصلح - محمد خیراندیش

Real-Time EEG-Based Analysis Of Stress-Inducing Stimuli

Mohsen Mahmoudi - Fattaneh Taghiyareh - Yasamin Akhavein - Elnaz Ghorbani

Inner and Outer Bearing Fault Diagnosis of electrical Motors Using a Proposed Algorithm and Vibration Signals

Vahid Safari Dehnavi - Masoud Shafiee

Samin Hamayesh - Version 40.3.1