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

Revert Propagation: Who are responsible for a contagion initialization in a Diffusion Network?

Arman Sepehr - Mohammadzaman Zamani - Hamid Beigy - Shabnam Behzad

Writer-Independent Signature Verification with Enhanced AlexNet and Preprocessing Analysis

Mohammadreza Gholipour Shahraki - Mohammad Ghasemzadeh

AI-based Secure Intrusion Detection Framework for Digital Twin-enabled Critical Infrastructure

Tanisha Patel - Nilesh Kumar Jadav - Tejal Rathod - Sudeep Tanwar - Deepak Garg - Hossein Shahinzadeh

SBST challenges from the perspective of the test techniques

Sepideh Kashefi Gargari - Dr Mohammad Reza Keyvanpour

ارائه مدل یادگیری ماشین برای پیش‌بینی سری‌زمانی باینری از دیدگاه مسئله‌های دسته‌بندی با کاربرد در پیش‌بینی نت‌های موسیقی

نیلوفر ع��دلخانی - حسام عمرانپور

سیستم پیشنهاددهنده غذای سالم با استفاده از داده کاوی عادت های تغذیه ای کاربران

محمد عباسی - مریم حسینی پزوه - محمدرضا شمس

Blockchain-based Secure UAV-assisted Battlefield Operation underlying 5G

Dhruvi Pancholi - Nilesh Kumar Jadav - Sudeep Tanwar - Deepak Garg - S. Mohammadali Zanjani

یک روش انتخاب ویژگی‌ نیمه‌نظارتی جدید بر اساس منظم‌سازی هسین

دکتر راضیه شیخ پور راضیه شیخ پور -

خوشه بندی مقید داده ها به کمک اتوماتای یادگیر سلولی

شکوفه علی محمدی - احمدعلی آبین

تشخیص خودکار اختلال عروقی ماکولا با عنوان عروق گسترش یافته در تصاویر آنژیوگرافی حاصل از تصویربرداری OCTA

راضیه گنجی - دکتر محسن ابراهیمی مقدم - دکتر رامین نوری نیا

Samin Hamayesh - Version 40.3.1