Singular value decomposition (SVD) is widely used for dimensionality reduction and noise suppression, and it plays a pivotal role in numerous scientific and engineering applications. As the dimensions of the matrix grow rapidly, the computational cost increases significantly, posing a serious challenge to the efficiency of data analysis and signal processing systems,especially in time-sensitive scenarios with large-scale datasets. Although various dedicated hardware architectures have been proposed to accelerate the computation of intensive SVD, many of these designs suffer from limited scalability and high consumption of on-chip memory resources. Moreover, they typically overlook the computational and data transfer challenges associated with SVD, enabling them unsuitable for real-time processing of large-scale data stream matrices in embedded systems. In this express, we propose a Data Stream-Based SVD processing algorithm (DSB Jacobi), which significantly reduces on-chip BRAM usage while improving computational speed, offering a practical solution for real-time SVD computation of large-scale data streams. Compared with previous works, our experimental results indicate that the proposed method reduces on-chip RAM consumption by 41.5 percent and improves computational efficiency by 23 times.


翻译:奇异值分解(SVD)广泛应用于降维和噪声抑制,在众多科学与工程应用中发挥着关键作用。随着矩阵维度快速增长,计算成本显著增加,对数据分析和信号处理系统的效率构成严峻挑战,尤其是在大规模数据集的时间敏感场景中。尽管已有多种专用硬件架构被提出以加速密集型SVD计算,但许多设计存在可扩展性有限和片上存储资源消耗较高的问题。此外,它们通常忽视了与SVD相关的计算和数据传输挑战,导致难以适用于嵌入式系统中大规模数据流矩阵的实时处理。本文提出一种基于数据流的SVD处理算法(DSB Jacobi),该算法在提升计算速度的同时显著降低了片上BRAM使用量,为大规模数据流的实时SVD计算提供了实用解决方案。与先前工作相比,实验结果表明所提方法将片上RAM消耗降低了41.5%,计算效率提升了23倍。

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