Model of Parallel Sorter for Associative Processor

Authors

  • T. B. Martyniuk Vinnytsia National Technical University
  • B. І. Krukivskyi Vinnytsia National Technical University

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-152-5-49-55

Keywords:

sorter, median filtration, associative processor, ranking

Abstract

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.

Author Biographies

T. B. Martyniuk, Vinnytsia National Technical University

Dr. Sc. (Eng.), Professor, Professor of the Chair of Computer Engineering

B. І. Krukivskyi, Vinnytsia National Technical University

Post-Graduate Student of the Chair of Computer Engineering

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

Abstract views: 206

Published

2020-11-27

How to Cite

[1]
T. B. Martyniuk and Krukivskyi B. І. ., “Model of Parallel Sorter for Associative Processor”, Вісник ВПІ, no. 5, pp. 49–55, Nov. 2020.

Issue

Section

Information technologies and computer sciences

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>