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Channel: ずるやすみねこのリサイズ研究
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ピーターソン法だが

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マルチサイクルパス+Nクロックかかる計算を1クロックで終わらせる方法

でピーターソン法が高速化できるか検討しなくてはならない。

とりあえず、モデルシムだと、膨大な組み合わせ回路も遅延0で計算できるので、FPGAに焼かないバー

ジョンは、膨大な組み合わせ回路を遅延0で使う方式でつくる。


と思ったが、ピーターソン法は、CPUのアキュームレータ的なシーケンサで制御回路を駆使して作れば高速にできるので問題ない。

ピーターソン法の制御回路を書くのが楽しみ

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かなり複雑なステートマシンを書くことになる。しかし、この制御回路を書くことが、リードソロモン復号器の設計のクライマックスである。

ピーターソン法検討中

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ピーターソン法を検討中

地デジ用の場合

誤りが8個あるかないかの計算にシンドローム8個の積を8!= 40320回計算し
それぞれEXORをとることになる。
しかし、余因子展開の過程の結果が計算コストを減らすアルゴリズムになっていて
最後はサラスの展開までもっていくと

サラスの展開は3個のシンドロームの積を6個EXORという計算が基本になる。
この計算がいくついるかを考えよう。
4x4の行列式は、サラスの展開が4セット。
5x5の行列式は4x4の行列式の計算を5セット ここで(5X4)回のサラス展開4回の積の計算4個のEXOR
6x6の行列式は5x5の行列式の計算を6セット ここで(6x5x4)回のサラス展開
7x7の行列式は6x6の行列式の計算を7セット ここで(7X6X5X4)回のサラス展開
8x8の行列式は7x7の行列式の計算を8セット ここで(8X7X6X5X4)回のサラス展開
これをビルディングブロック式のハードでつくるとハードウェアの規模が大きくなりすぎる。
これをさけるための
簡単な考え方は、サラス展開モジュールをつくり、これを1命令とするCPUを作ればよいことになる。
その他のCPUの命令は8ビットのEXOR命令とガロア体の元どうしの積をとる命令、しかしハードなので規模の限界まで、並列計算させれば速度を上げられるので、プログラム式のハードウェア制御回路をつくればいい。
CPUの命令は、単純だが、大規模なハードの制御をプログラムでやらせてもいいのである。
もうひとつは、8x8行列式計算モジュール(7x7の行列式の結果8個を次々読み込み8x8行列式計算結果へと計算させるだけ)7x7の行列式計算モジュール(6x6の行列式の結果7個を次々読み込み7x7行列式計算結果へと計算させるだけ)6x6の行列式計算モジュール(5x5の行列式の結果6個を次々読み込み6x6の行列式計算結果へと計算させるだけ)
5x5の行列式計算モジュール(4x4の行列式の結果5個を次々読み込み5x5の行列式計算結果へと計算させるだけ)4x4の行列式計算モジュール(サラスの展開結果を4個次々読み込み4x4の行列式計算結果へと計算させるだけ)というのがある。

この方法を使うと7個以下の誤りが発生したかどうか調べる場合の行列式の計算結果も計算の途中で
発生するので、誤り1~8個の計算が終わることになり、効率がよい。
これでいこう。

さて、誤り位置多項式の係数σn(0<=n<=7)を計算するには、クラメルの公式を使う。
上で検討した、誤りブロック数を求める回路を使いまわし、計算する。最大8ブロックの誤りが発生するわけだが、そのときの計算コストは、行列式は1個だけでよい、分子の行列式は8回で9回の8x8行列式を計算すればよい。

誤りの個数は決定しているので、いくつ誤りが発生したかで、1個だけ回路をまわせばよいので、
ここは誤りの個数ごとの計算を並列にやる必要はない。
パイプラインが回るように8個の誤り位置多項式の係数を求める演算が終わる時間にあわせて7個以下の誤りブロックのときの計算をまたせる。

ほぼできた。

まず8x8の行列式の計算をする。その途中で7x7,6x6,5x5,4x4、3x3,2x2、1x1(1)の計算結果も現れるので、誤りブロック数がわかる。(行列式の計算結果が0でないときその行列式の次数個の誤りがあるということ。

そしたら、誤りの個数に応じたクラメルの公式計算回路に制御をうつし、8x8の計算にかかる時間
たったら次のパイプラインステージ、チェン探索へまわせばいいわけである。

できた。あとは、つくるだけ。

予定では今日つくるつもりだったけど、ギター弾きたいのでまた明日に順延

わかってると思うけど

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知識を詰め込むだけじゃお手本がない回路はつくれない。
そこに必要なのは、犬やネコにはできない「考える」ことである。
頭の中でイメージを描き、自由にいじくりまわすこと。
人間ならではの機能を使うことで、独創的なことができるのである。

ピーターソン法さらに検討して

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余因子展開法だとサラス展開の入力をきめてやるところが、手作業でやってたら大変なので
C言語ソフトウェアでverilogソースをはかせることにした。

もしくは、余因子展開法はやめて、行列式の本質のとおりにすべての行の番号がすべての列にまんべんなく1個づつ分布、すべての列の番号がすべての行にまんべんなく1個づつ分布という本質を使って
8!個の成分のEXORをとるかである。この場合、8!clkかかってしまい現実的でない

というわけで、C言語で、サラス展開入力作成デコーダをC言語で自動ではかせるようにしてみたい。

サラス展開回路は120個つくる。120個それぞれで8x7x6のデータを120個にながしてやらねばならない。

ものすごいデコーダが必要になる。そこでROMに入力データ選択セレクタを動かすためのデータを内蔵して、シーケンサで読みながら、データをセレクトしていく回路にしてみたい。

さらに検討が必要である。コーディングはまだ先だ。まだ、雲がかかってる部分があるので、そこがはっきりするまでコーディングにはいれない。

考えて、120個のサラス展開回路の入力の本数は(3x6X120)本である。それぞれに16入力のセレクタを持たせるのは、ハード量が巨大になるので、サラス展開回路は24個持たせることにした
これによって、6x6行列式計算回路もストリーム入力になる。
サラス展開回路の入力の本数は、(3X6X24)=432本にへる
432個の16入力1出力のセレクタを作り、データ幅(432x4)ビット、深さ8X7X6X5=1680なのでアドレス0~2047のROMをもたせ、そのROMのリードデータを432個のセレクタにつないでやればよい。ROMデータは、C言語ソフトウェアでテキストとしてはかせる。FPGAでもROMは作れるので問題ない。

次の検討は、ROMデータを作るアルゴリズムの検討である。明日以降になる。

印象に残った言葉

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1、いくら与えても、心は減らない。
2、たった一人の自分。たった一度の人生。
3、70代は黄金時代、80代は、花盛り。
4、金もちより、人もち。


世の中、金ではない。感謝の気持ち。多くを与えようという気持ち。心が穏やかになり。病気にもならない。結果として、悔いのない人生をおくれるのだと思う。

香川の丸亀城で、人生の本質を学べるのである。

心に一点の曇りもなく、与える気持ち、感謝の気持ちがあれば、癌ほか病気にはならないのだ。

ふふふ

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地デジリードソロモン復号器のハードをピーターソン法でつくるのはキチガイだと思う人も多いことだろう。
だれもやってないことをやることに価値がある。

うん

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たまきこうじさんたちの音楽は、本物の音楽だと思う。

ピーターソン法さらにさらに検討中

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15入力1出力のセレクタにしてしまうと、クラメルの公式で計算する回路が、まったく別物の回路になってしまうことに気づいた。そこで修正
サラス展開回路は20個ある。サラス展開回路1個あたり18本の入力がある。
したがって18x20=360本の入力がある。
サラス展開回路は1行から3行の成分しかつかわないので8x3=24
サラス展開回路は24入力1出力セレクタをコントロールすればよい。360個のセレクタがいる。
そこで、5ビットX360のデータ幅のROMを用意しクロックで読み出し入力する
一方、8x8行列には64個の成分があるこれらを入力として8x8行列式演算回路をつくらないといけない。クラメルの公式演算回路にも使いまわせるからである。
4x4行列式演算回路には8入力1出力せれくたを4個用意し3ビットx4のデータ幅のメモリを用意しクロックごとによみだし、セレクタに代入する。
5x5行列式演算回路も同様である。
6x6、7x7,8x8も同様だが、イネーブルパルスでデータを読み出すのを間欠的にしなくてはならない。こうして、336clk後に8x8行列式は計算がおわる。
クラメルの公式演算回路は、8個の誤りブロック数のとき9個の8x8行列式を同時に計算し、逆元回路
を通して割り算をする、336clkかかる。
しめてピーターソン計算回路は672clkかかることになる。
また、64個の行列の要素は、assign文でシンドロームや誤り位置多項式の係数を代入してやることになる。

途中経過

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5x5行列式演算回路det5x5.v
子モジュールの4x4行列式演算回路det4x4.v
孫モジュールのサラス展開演算回路det3x3.v
が完成
$ReadmemhでROMに読み込むファイルを作るソフトが、ほぼ完成
あとは、データ幅が巨大なROMになるので、複数のROMにわけようと考えている。
その分割数がきまれば、フォーマットを決めて吐き出すだけである。

あと24入力1出力のセレクタ360個と8入力1出力のセレクタを3個とその接続をして
ROM制御のアドレスカウンタくらいです。

きょうはこの辺でやめとく。

きょうは、都立公園にアンプとギターをもっていってカッティングの練習をしてきた。春の日差しがさす日に木陰にレジャーシートをひいて、すわってギターひくのは楽しい。

いえること

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おじさんのブログを工学屋がなにかごちゃごちゃやってるなとばかにしてる理学の連中はいると思う。
工学をばかにしている理学の人で、頭で考えるだけで理想的なことばかり考えてる連中には、おじさんのブログはみてもらわなくてけっこう。工学屋がいなけりゃ理学の研究も進まないことはわかっている。理学がなきゃ工学もすすまないのはわかっている。工学をばかにしてる連中にいってるだけ。
工学をばかにしないで、理学をやってる人にはとてもいえることではありません。
理学のほうが上ですから。

パパ

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よきパパになるためには、常識的でなくてはいけない。
さざえさんのなみへいさんみたいに、京都大学をでていても、常識的でなくてはいけないのである。

気に入らないところ

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サラス展開回路を18入力にしたところである。本当は9入力にしたいのだが、ROM生成ソフトが複雑になるので18入力にしました。

高いテクトロのオシロスコープを買うお金があったら

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あと広い部屋があったら、買って、アンプの開発をやりたい。
しかし、昔のオシロには、オシロ自体にすごいアンプがはいっていた。
今はADコンバータになっちゃったので、なんともいえないとこである。

世間の目

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日本の学校は覚えることが得意な人がいい学校にいく。
そして、考えることが苦手。
まさにそのとおり。
しかし、厳しい友達や、厳しい先生、厳しい上司に出会うと方向転換でき
訓練すれば、考えることもできるようになるのである。
東大とかに入る人は、覚えるだけじゃはいれないので、上の文章はまちがっている。
理解していないとはいれないのである。

なるほど

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アキュフェーズの技術者の独創性は、海外の人にしかわからないことをアキュフェーズの技術者はわかっていた。ニコ動にアキュフェーズインタビューがあったよ。あとでゆっくりみる。

ほしい

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アメリカGUESSの腕時計が美しくリニューアルしていた。ほしいなあ。時計4つもいらないし。
もちろん女性用です。いまのおきにいりは、ヴィトンの腕時計、女性用です。男性用は、だっせいからいらないです。女性用の腕時計を男がするのです。ロスのGUESSに電話して、買っちゃおうかなと。
と思ったけどアラモアナセンターのGUESSに電話したほうがよさげである。本土より近いし。
今回のは、最高傑作のウォッチだ。

ニュージーランドでスキー

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クライストチャーチの地震にはたまげたけど、地震の前におじさんはニュージーランドへスキーに4回いっています。パスポートみておもいだしてた。オークランド経由国内便でクイーンズタウン、クライストチャーチ経由でバスでクイーンズタウンのパターンですね。コロネットピークスキー場がお気に入りで、カドロナ、リマーカブルズ、ちょっと離れて、メスベンからマウントハットなどで滑った。コロネットピークで、スキーウェアが千切れるほどの大激突をやって、現地の医療ボランティアにソリでふもとまではこばれて、医者にみてもらうようにいわれたが、海外旅行保険なんかはいらないおじさんは、医療費がベラボーにとられると思って必死で逃げたという思い出があります。帰りは、オークランドのカジノにいってしこたまとられて帰ったとか、クイーンズタウンからミルフォードサウンドまでバスでいったんだけどあまりに時間かかるので、軽飛行機で帰ってきたとか。けっこう、楽しかったなあ。ミルフォードサウンドのフィヨルド、いるかノジャンプ、また虹がでてたのは美しかった。夜は南十字星をみて、太陽が、お昼に北中するのがなんとも不思議だった。レストランでは、かきのクリームソース煮とごはんをたべた。ほかのメニューは、まずそうな、テカポ湖でとれた魚の煮付けだったのでかきにしといてよかったとか。また、離陸した飛行機をひきかえさせて、おじさんひとりだけ、あとから飛行機にのったとかの武勇伝もあります。日本にかえれてよかった。まだ、ニュージーランドに関してはかくこといっぱいあるんだけどこのへんにしときます。きのうまた事件を起こしたまきくろうどさんが、カドロナでスノーボードの大会にでてて、レストハウスにきたので、写真とらせてもらったとかは、前書いたけどね。

C言語のよさ

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C言語のよさは、アセンブリ言語のかわりになることです。

純粋なベッキーさんの話

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ベッキーさんの目は、きらきらと輝いている。美しい心の持ち主。
人間の本能は恋すること。
好きになった人が、たまたまえのんさんだっただけです。
ベッキーさんは、ぜんぜん悪くない。
ということを、国民はみなわかってるので、ベッキーさんには、またたくさん仕事がくると思う。
今までどおりに一生懸命仕事をすれば、前より人気がでるはず。
失敗した人は、失敗する前より、すばらしい人になっている。
たまきこうじさんもSONGSで、おれなんかあっちこっち道からはずれてはもどって・・・
でも、人生に無駄なことなどひとつもない。人間のやることに無駄なことなどひとつもないといっている
同意見です。
そして、前よりすばらしい楽曲をつくっている。安全地帯XIまたねに集約されている。
そういうわけで、つまずいてはおきつまずいてはおきとやってるうちに、すばらしい日々がやってくるのである。七転び八起きの意味はそういうこと。
意味のある昔の言葉は時代を超えて生き残るのである。
若者にはたくさん時間がある。やりたいことをやって失敗しても、後悔することはない。
やらないであきらめたとき、それは後悔になるということである。
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