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

Enhancing Software Effort Estimation with an Integrated Approach of Particle Swarm Optimization and Genetic Algorithms in Analogy-based Method

Ehsan Nasr - Keyvan Mohebbi

A Community-Based Method for Identifying Influential Nodes using Network Embedding

Nargess Vafaei - Dr Mohammad Reza Keyvanpour

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

Mohsen Mahmoudi - Fattaneh Taghiyareh - Yasamin Akhavein - Elnaz Ghorbani

مکان‌یابی بهینه آلودگی در شبکه‌های توزیع آب با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیاء بر مبنای پیشبینی سری زمانی چند متغیره

زینب محزون - امید بوشهریان

بررسی تأثیر استقرار استاندارد COBIT در افزایش بهره وری سازمان‌ها (مطالعه موردی: شعب نمایندگی‌های همراه اول، ایرانسل، رایتل)

دکتر محمد ابراهیم سمیع - ساره رحمانیان محمد ابراهیم سمیع - ساره رحمانیان -

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 -

ارائه تکنیک یادگیری چندهسته ای مبتنی بر روش بهینه سازی برای مسئله دسته بندی سیگنال های EEG مبتنی بر تصور حرکتی

یوکابد امیری - حسام عمرانپور

A New Sentence Ordering Method Using BERT Pretrained Model

Melika Golestanipour - Seyedeh Zahra Razavi - Dr Heshaam Faili

پیش‌بینی بازار فارکس با استفاده از نمودار شمعی و شبکه‌ی عصبی GRU

محمدرضا نوروزی - مریم مومنی

SDN-based Deep Anomaly Detection For Securing Cloud Gaming Servers

Mohammadreza Ghafari - Dr Seyed Mostafa Safavi Hemami

more

Samin Hamayesh - Version 41.3.1