用于自适应光学波前复原运算的脉动阵列处理方法及电路

摘要

用于实现自适应光学波前复原运算的脉动阵列处理方法：(1)波前复原矩阵数据变换，目的是将矩阵变换为两个独立的带状矩阵，以便脉动阵列在处理时达到最高的使用效率；(2)将变换后的矩阵元素以适当的顺序预存入存储器中，计算时按顺序输出；(3)安排合理的数据流组织方式，使数据在线性阵列中流动起来，计算得到的复原电压值从阵列左端顺序输出。实现该脉动阵列处理方法的电路由多个处理单元PE(processing element)排列成线性结构，各个PE为一个乘法累加单元，同步工作，阵列中存在两条相向的数据流，具有数据通信局部化，数据流、控制流简单的特点，便于硬件实现。

主权项

1、一种用于自适应光学波前复原运算的脉动阵列处理方法，其特征在于步骤如下：(1)波前复原矩阵数据变换：将m行×2n列的波前复原矩阵分为奇数行和偶数行两个独立的分块矩阵矢量积，若m不为偶数则补一行零；分块后的矩阵Do、De是m/2行×2n列的长方形矩阵；再将其分成m/2行×m/2列大小的块，若4n/m不为整数，则在第一列元素前补零使矩阵列的数目可以被其行数整除；然后分别将每个m/2行×m/2列的方形矩阵对角线以下的元素移到矩阵的上边，其余元素补零；最后将其分别变换为带宽m/2，大小为m/2+2n-1行×2n列的带状矩阵，记为A、B；(2)数据预存：将所述的A、B矩阵中的元素交错存储在m/2个深度为m/2+4n-1存储器中，其中第x个存储器中第x个至第x+2n-1个存储单元顺序存储矩阵A、B的元素ax，1、bx，1、a(x+1)，2、b(x+1)，2、……a(x+2n-1)，2n、b(x+2n-1)，2n，其余存储单元为0；(3)脉动阵列处理：阵列由m个处理单元排成线性，阵列启动后，每个处理单元在时钟的推动下同步工作，每个流水节拍完成从对应的存储器中取出数据与从单元左端流入的斜率数据相乘再累加到从单元右端流入的误差值部分和上，变换后的矩阵元素从存储器中开始自上而下流入阵列，阵列中存在两条相向的数据流：斜率值gi和误差值ei，斜率值gi从阵列左端流进，每个斜率值重复输入两次；误差值ei从右向左流动，每个节拍从阵列左端流出一个部分和，再经过m/2+1个流水节拍的延时又从右自左循环流入阵列参与运算，当最后一个斜率值进入阵列后，阵列最左端处理单元得到的误差值计算完成并向外输出，m个计算节拍计算结束。