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

A Nano-based High-Speed QCA circuit for Information Security with Image Masking

Saeid Seyedi - Hatam Abdoli

Web Service Ranking based on QoS and Use Prefer

Seyed Hossein Siadat - Danial Ramezani - Fatemeh Ahani

Detection and Identification of Cyber-Attacks in Cyber-Physical Systems Based on Machine Learning Methods

Zohre Nasiri Zarandi

Face Recognition Based on Local Statistical Features and Artificial Neural Network

Mehdi Moghimi - Dr Hadi Grailu

A Data-Efficient Approach to Solar Panel Micro-Crack Detection via Self-Supervised Learning

Alireza Akhavan safaei - Pegah Saboori - Reza Ramezani - Morteza Tavana

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 -

مدیریت توأم منابع و خواب ایستگاه پایه مبتنی بر یادگیری تقویتی در شبکه های فوق متراکم با ارتباطات دو طرفه

طاهره رحمتی - بهروز شاهقلی قهفرخی

طراحی و پیاده سازی بستر اجرای بازی جنگ سایبری

مریم نصراصفهانی - بهروز ترک لادانی - بهروز شاهقلی قهفرخی - حسین قجاوند بلتیجه - نوید شیرمحمدی - مهدی شمس - محمدامین آقاکبیری

Generalized Self-Attentive Spatiotemporal GCN with OPTICS Clustering for Recommendation Systems

Saba Zolfaghari - Seyed Mohammad Hossein Hasheminejad

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

زینب محزون - امید بوشهریان

Samin Hamayesh - Version 40.3.1