Model of Parallel Sorter for Associative Processor
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-152-5-49-55Keywords:
sorter, median filtration, associative processor, rankingAbstract
The process of sorting and selecting by key is a basic procedure in many search systems such as databases and Internet search systems. At the same time, modern computing tools require efficient methods and tools which are connected with associative information processing in the development of software and hardware. Therefore, there is a need for high-speed non-computational (associative) processing of large amounts of information, which requires appropriate organization and improvement of technical means of sorting. The well-known algorithms and means for number sorting make it possible to regulate the intensity of this process and increase its efficiency using parallel devices, but they require significant hardware costs. Therefore, the purpose of further research is to develop new and improve known methods of sorting with an orientation on reducing hardware costs and increasing the speed of this process. In this paper, there has been proposed a block diagram of a sorter as a computational part of an associative processor, which has a regular logical structure and parallel-serial connections between data processing units. This greatly simplifies the "placement" of the sorter in a programmable logic IS (FPGA) chip. In addition, the sorter functionally implements the multifunctionality of processing numerical data arrays due to the formation of the ranks of the input array of elements. This allows determining not only the extreme elements of the numeric array but also the element occupying the average value in the sorted array, which is a necessary condition for high-speed median filtering of images. In the proposed sorter, the sorting process uses fast increment/decrement operations on the counter arrays instead of the time-consuming operation of pairwise comparison in parallel for all arrays of elements with their subsequent re-commutation.
References
Г. Лорин, Сортировка и системы сортировки. Москва: Мир, 1983.
Д. Э. Кнут, Искусство программирования. Т.3. Сортировка и поиск. Москва, Россия: Изд. дом «Вильямс», 2003.
Ассоциативная обработка. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id97447pl.html. Дата обращения: февр. 20, 2020.
Т. Б. Мартинюк, О. І. Черняк, Б. І. Круківський, і Мохамед Салем Нассер Мохамед, «Обчислювальна складність мережевої моделі сортування лінійного масиву чисел,» Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія, № 2, с. 64-71. 2019.
І. Г. Цмоць, Інформаційні технології та спеціалізовані засоби обробки сигналів і зображень у реальному часі. Львів, Україна: Видавництво УАД, 2005.
Т. Кохонен, Ассоциативные запоминающие устройства. Москва: Мир, 1982.
К. Дж. Тербер, Архитектура высокопроизводительных вычислительных систем. Москва: Гл. ред . физ -мат. лит-ры, 1985.
Я. И. Фет, Параллельные процессоры для управляющих систем. Москва: Энергоиздат, 1981.
В. В. Коваленко, і В. О. Гуменюк, «Аналіз найактуальніших серверних систем управління базами даних,» Вісник Національного університету "Львів. політехніка", № 603, с. 65-72, 2007.
А. В. Богданов, В. В. Корхов, В. В. Мареев, и Е. Н. Станкова, Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем. Москва, Россия: ИНТУИТ.РУ, 2009.
У. Прэтт, Цифровая обробка изображений. Москва: Мир, 1982.
І. Г. Цмоць, і В. Я. Антонів, «Апаратні засоби сортування даних методом злиття в реальному часі,» Інформаційні системи та мережі, № 814, с. 171-185, 2015.
І. Г. Цмоць, і В. Я. Антонів, «Алгоритми та паралельні структури сортування даних методом вставки,» Науковий вісник НЛТУ України, вип. 26.1, с. 340-350, 2016.
Т. Б. Мартинюк, Н. О. Денисюк, і Б. І. Круківський, «Асоціативні процесори з паралельно-послідовною обробкою даних,» Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія, № 1, с. 27-36, 2019.
Медианная фильтрация, [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.bmstu.wiki/Медианная_фильтрация. Дата обращения: март, 20, 2020.
Т. Б. Мартинюк, і Б. І. Круківський, «Пристрій для ранжування чисел,» Патент України G06F 7/06. № 139604 МПК (2008), 12.08.2019.
Т. Б. Мартинюк, Б. І. Круківський, і А. І. Друзюк, «Сортувальник з індикацією рангів елементів масиву,» на Шостій міжнарод. наук.-техн. конф. «Фотоніка ОДС – 2018», ВНТУ, 2-4 жовтня 2018 р., с. 30.
В. Б. Стешенко, ПЛИС фирмы «ALTERA»: элементная база, система проектирования и языки описания. Москва, Россия: Додека-ХХІ, 2002.
Микросхемы «Altera» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://altera.ru/Mikroshemi.html. Дата обращения: окт. 5, 2020.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 106
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).