【摘 要】
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矩阵求逆是工程计算中的基本问题，在大规模MIMO 系统、阵列信号处理、图像信号处理等应用中，大规模矩阵求逆的处理速度对系统性能至关重要，但传统矩阵求逆方法运算复杂度高，并行性低，消耗大量存储空间，不利于硬件加速。针对大规模矩阵求逆硬件加速问题，文中研究了基于LDL分解的矩阵求逆算法，并提出了一种基于该算法的大规模矩阵求逆加速架构，利用LDL分解后三角矩阵对角线元素全为1的特点，对矩阵进行分块迭代设
【基金项目】
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国家自然科学基金（61974039）； 航空科学基金（2018ZCP4003）；
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矩阵求逆是工程计算中的基本问题，在大规模MIMO 系统、阵列信号处理、图像信号处理等应用中，大规模矩阵求逆的处理速度对系统性能至关重要，但传统矩阵求逆方法运算复杂度高，并行性低，消耗大量存储空间，不利于硬件加速。针对大规模矩阵求逆硬件加速问题，文中研究了基于LDL分解的矩阵求逆算法，并提出了一种基于该算法的大规模矩阵求逆加速架构，利用LDL分解后三角矩阵对角线元素全为1的特点，对矩阵进行分块迭代设计，减少了求逆运算的计算量，提高了计算速度。文中基于Xilinx Virtex7 FPGA设计实现了该加速器，实验结果表明，在128阶矩阵下，吞吐量达105.2 Inv·s-1，最高时钟频率达200 MHz，与现有矩阵求逆加速方案相比，本设计占用的硬件资源更少，且具有更高的性能。
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