I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect ric a l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   1 4 7 6 ~1 4 8 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 2 . p p 1 4 7 6 - 1 4 8 4          1476       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Desig n and   i m ple m en tatio o f  dual - co re MIPS  proce ss o r f o r LU  deco m po sitio n  bas ed on F PGA       Rus ul  Sa a d   K ha lil Sa f a a   S.  O m ra n   De p a rtme n o f   Co m p u ter E n g in e e rin g   T e c h n iq u e s,  E lec tri c a a n d   El e c tro n ic T e c h n ica Co ll e g e   M id d le T e c h n ica Un iv e rsity ,   Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 6 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   2 9 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   J u l   11 ,   2 0 2 0       M a n y   s y st e m li k e   th e   c o n tro sy ste m a n d   in   c o m m u n ica ti o n   sy st e m s,  th e re   is  u su a ll y   a   d e m a n d   f o m a tri x   in v e rsio n   so lu ti o n .   T h is  so lu ti o n   re q u ires   m a n y   o p e ra ti o n s,  w h ich   m a k e it   n o t   p o ss ib le  o v e ry   h a rd   to   m e e t   th e   n e e d f o re a l - ti m e   c o n stra in ts.  M e t h o d we re   e x ists  to   so lv e   th is  k in d   o f   p ro b lem s,   o n e   o f   th e se   m e th o d b y   u sin g   t h e   L U   d e c o m p o siti o n   o f   m a tri x   w h ich   is  a   g o o d   a lt e rn a ti v e   to   m a tri x   in v e rsi o n .   T h e   L m a tri c e s   a re   t w o   m a tr ice s,  th e   m a tri x ,   w h ich   is  a   lo w e tri a n g u lar  m a tri x ,   a n d   th e   m a tri x ,   wh ich   is  a n   u p p e tri a n g u lar  m a tri x .   In   th is  p a p e r,   a   d e sig n   o f   d u a l - c o re   p r o c e ss o is  u se d   a s   t h e   h a r d w a r e   o f   t h e   w o r k   a n d   c e r t a i n   s o f t w a r e   w a s   w r i t t e n   t o   e n a b l e   t h e   t w o   c o re o f   th e   d u a l - c o re   p ro c e ss o to   w o rk   si m u lt a n e o u sly   in   c o m p u ti n g   th e   v a lu e   o f   th e   L   m a tri x   a n d   m a tri x .   T h e   re su lt   o f   th is  w o rk   a re   c o m p a re d   w it h   o th e w o rk th a u sin g   sin g l e - c o re   p ro c e ss o r,   a n d   th e   re su lt f o u n d   t h a t h e   t i m e   r e q u i r e d   i n   t h e   c o r e s   o f   t h e   d u a l - c o r e   i s   m o r e   l e s s   t h a n   u s i n g   s i n g l e - c o r e .   T h e   d e s i g n e d   d u a l - c o r e   p r o c e s s o r   i s   i n v o k e d   u s i n g   t h e   V H D L   lan g u a g e .   K ey w o r d s :   Du al  co r e   Field   p r o g r am m ab le  g ate  ar r ay   L d ec o m p o s itio n   MI P p r o ce s s o r     Sin g le  co r e   VHDL   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC  BY - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R u s u l Saa d   Kh alil     Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g   T ec h n iq u e s     E lectr ical  a n d   E lectr o n ic  T ec h n ical  C o lle g e   Mid d le  T ec h n ical  U n i v er s it y   A l D o u r d is tr ict,   B ag h d ad ,   I r aq   E m ail:  as u m u s tap h a@ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     Ma n y   d if f er en s y s te m s   r eq u ir s o l v i n g   o f   m atr i x   i n v e r s io n ,   t h ese  s y s te m s   li k c o n tr o o r   co m m u n icatio n   s y s te m s .   T h e   r eq u ir ed   ti m f o r   s o lv i n g   th m atr i x   in v er s io n   i n cr ea s es  o n   th s ize  o f   t h e   m atr i x   is   b ec o m b ig g er .   Hen ce ,   an   alter n ati v m et h o d   w er r eq u ir ed   in   o r d er   to   w o r k   i n   r ea l - ti m e,   o n o f   th ese  m et h o d s   is   t h L d ec o m p o s itio n   [ 1 ] .     I n   L d ec o m p o s itio n   m et h o d   th co e f f icien m atr ix   [ A ]   o f   th g i v en   s y s te m   o f   eq u at io n   [ ] [ ] = [ ]   is   w r itten   as  p r o d u ct  o f   a   L o w er   tr ian g u lar   m atr i x   ( L )   an d   an   u p p e tr ian g u lar   m atr i x   ( U) ,   s u ch   th a t   [ ] = [ ] [ ]   w h er th ele m en t s   o f   = (  = 0      <   )   an d   th e   ele m en t s   o f   = ( = 0      > )   th at  is ,   t h m atr ic es   [ L ]   a n d   [ U]   lo o k   lik [ 2 ,   3 ] .   Fo llo w i n g   ar s et  o f   eq u atio n s   f o r   4 x 4   m atr i x .     [ ] = [ ] [ ]   ( 1 )     [ 11 12 13 14 21 22 23 24 31 32 33 34 41 42 43 44 ] = [ 1 0 0 0 21 1 0 0 31 32 1 0 41 42 43 1 ] [ 11 12 13 14 0 22 23 24 0 0 33 34 0 0 0 44 ]   ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       D es ig n   a n d   i mp leme n ta tio n   o f   d u a l - c o r MIP S   p r o ce s s o r   fo r   LU d ec o mp o s itio n   …  ( R u s u S a a d )   1477   w h er e,       11 = 11 , 12 = 12 , 13 = 13      14 = 14   ( 3 )     i1 =  1 11   w h er 21 = 21 11 31 = 31 11   an d   41 = 41 11   ( 4 )     22 = 22 21     12 , 23 = 23 21     13 ,    2 4 = 2 4 21  1 4   ( 5 )     W h ile     32 = 12  31 + 22  32   ( 6 )     42 = 12  41 + 22  42   ( 7 )     33 = 31  13 + 32  23 + 33   ( 8 )     34 = 31  14 + 32  24 + 34   ( 9 )     43 = 41  13 + 42  23 + 43  33   ( 1 0 )     44 = 41  14 + 42  24 + 43  34 + 44   ( 1 1 )     I f   o n h a s   s y s te m   o f   eq u at io n s   i n   th f o r m   o f   [ ] [ ] = [ ] ,   th en   t h m eth o d   o f   u s i n g   t h L U   d ec o m p o s itio n   w ill  m a k th e   s o lu tio n   ea s ier   b y   u s i n g   t h tr ian g u lar   m atr ices.  Af ter   co m p u ti n g   th L U   m atr ices a s   s h o w n   i n   th n ex t e q u atio n s   [4 - 7 ] :     [ ] [ ] = [ ] [ ] [ ] [ ] = [ ]   ( 1 2 )     [ ] [ ] = [ ]   ( 1 3 )     [ ] [ ] = [ ]   ( 14)     T h o b j ec tiv o f   th is   p ap er   is   to   p r o g r a m   an d   b u ild   3 2 - b it  MI P p r o ce s s o r   to   p er f o r m   t h L U   d ec o m p o s itio n .   T h en   d esi g n in g   a n d   i m p le m en t in g   a   d u al   co r MI P p r o ce s s o r ,   th r es u lt s   w ill   b co m p ar ed   f o r   th t w o   d esig n s   s y s te m ,   ea ch   s y s te m   b ee n   d esi g n ed   an d   im p le m e n ted   i n   VHD L   [ 8 - 1 0 ] .       2.   M I P S P RO CE SS O R   I is   r ed u ce d   i n s tr u ctio n   s et   co m p u ter   ( R I SC )   p r o ce s s o r   d ev elo p ed   b y   MI P tec h n o lo g ies  in   th e   ea r l y   1 9 8 0 s   w h ich   ca n   f u ll y   i m p le m e n i n s tr u ctio n s   i n   s in g le  clo ck   c y cle.   T h er ef o r t h s lo w e s i n s tr u ctio n s   ca n   li m it  s e s s io n   ti m e.   I n   t h i s   p ap er   s in g le  co r an d   d u al  co r MI P p r o ce s s o r s   w ill   b d esig n ed   an d   i m p le m en ted   to   p er f o r m   m ath e m atica l r eq u ir e m e n ts   f o r   th ap p licatio n   o f   L d ec o m p o s i ti o n   [ 8 ] .     2 . 1 .   M I P S ins t ruct io n set   a rc hite ct ure  ( I SA)   32 - b its   MI P A r ch itect u r b ee n   co v er ed   in   th i s   p ap er   w h er tr an s ac tio n s   ar eith er   r eg is ter   o r   m e m o r y   lo ca tio n s   a s   s h o w n   i n   T a b le  1 ,   P r o ce s s o r ,   to   g et  to   th w o r d   u s es b y te  ad d r ess ab le   [ 9 ,   1 1 ,   1 2 ] .       2 . 2 .     I ns t ruct io n f o r m a t s   T h MI P h as  t h r ee   d if f er e n f o r m at s ,   w h ich   th e y   ar th e   R - t y p e,   I - t y p e   an d   J - t y p e.   T ab le  2   s h o ws   th d if f er en t in s tr u ct io n s   f o r m ats f o r   th MI P S p r o ce s s o r   [ 1 3 - 1 6 ] .       T ab le  1 .   P r o ce s s o r   r eg is ter s   N a me   R e g i st e r   n u mb e r   U sag e   P r e serv e d   o n   c a l l ?   $ z e r o   0   T h e   c o n st a n t   v a l u e   0   n . a .   $ v0 - $ v 1   2 - 3   V a l u e f o r   r e su l t s a n d   e x p r e ssi o n   e v a l u a t i o n   no   $ a0 - $ a 3   4 - 7   A r g u me n t s   no   $ t0 - $ t 7   8 - 15   T e mp o r a r i e s   no   $ s0 - $ s 7   16 - 23   S a v e d   y e s   $ t 8 - $ t 9   24 - 25   M o r e   T e mp o r a r i e s   no   $ gp   28   G l o b a l   p o i n t e r   y e s   $ sp   29   S t a c k   p o i n t e r   y e s   $ f p   30   F r a me   p o i n t e r   y e s   $ r a   31   R e t u r n   a d d r e ss   y e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 4 7 6   -   1484   1478   T ab le  2 .   Fo r m ats o f   p r o ce s s o r   in s tr u ctio n s   F i e l d   si z e   6 - B i t s   5 - B i t s   5 - B i t s   5 - B i t s   5 - B i t s   6 - B i t s   R e g i st e r   o p r a t i o n   c o d e   S o u r c e   r e g i st e r   T a r g e t   r e g i st e r   r e g i sr e r   d e st i n a t i o n   S h i f t   a mo u n t   f u n c t i o n   I mm e d i a t e   o p e r a t i o n   c o d e   S o u r c e   r e g i st e r   T a r g e t   r e g i st e r   16 - b i t s I mm   Ju m p   o p r a t i o n   c o d e   26 - b i t a d d r e ss       2 . 3 .   Sin g le - co re   M I P S pro ce s s o des ig n   T h MI P p r o ce s s o r   is   3 2 - b it s   p r o ce s s o r   w h ic h   h as  3 2   d if f er en r eg is ter s   ea c h   w ith   s ize  o f   3 2 - b its   [ 1 7 - 2 3 ] .   T h m ai n   p ar in   th e   MI P p r o ce s s o r   is   th co n tr o u n i ( C U) .   T h is   u n it  co n s is t s   o f   s o m r e g is ter s   an d   th ar it h m etic  lo g ic  u n it  ( AL U ) .   C er tai n   i n s t r u ct io n s   w h er r eq u ir ed   f o r   ca lcu lati n g   th L U   d ec o m p o s itio n   w er e   d esi g n e d   an d   i m p le m en ted   [ 2 4 - 2 6 ] .   T ab le  3   s h o w s   t h ese   d if f er e n i n s tr u ctio n s .   T h d esig n   i n s tr u ctio n s   s e o f   th p r o ce s s o r   is   s u itab le  to   p er f o r m   L UD   as  s h o w n   i n   T ab le  4 .   Fig u r 1   s h o w s   t h e   in ter n a ar ch itect u r o f   th c o n tr o u n it  a n d   Fig u r 2   s h o w s   th s c h e m atic  d esi g n   cir c u its   t h at  r eq u ir ed   in   i m p le m en t in g   t h L d ec o m p o s itio n   f o r   s i n g le - co r p r o ce s s o r .       T ab le  3 .   A lu   co n tr o l f o r   b o th   p r o ce s s o r s   C o d e   O p e r a t i o n   0 0 0   Mul   0 0 1   D i v   0 1 0   A d d   0 1 1   n o t   u se d   1 0 0   n o t   u se d   1 0 1   n o t   u se d   1 1 0   S u b       T ab le  4 .   I n s tr u ctio n   s et   I n st r u c t i o n s   S W     L W     A D D     A D D i     S U B     M U L     D I V     O p c o d e   1 0 1 0 1 1   1 0 0 0 1 1   0 0 0 0 0 0   0 0 1 0 0 0   0 0 0 0 0 0   0 0 0 0 0 0   0 0 0 0 0 0   R e g w r i t e   0   1   1   1   1   1   1   R e g d st   0   0   1   0   1   1   1   A L U S R C   1   1   0   1   0   0   0   Z ER O   0   0   0   0   0   0   0   M E M W r i t e   1   0   0   0   0   0   0   M E M t o R e g i st e r   0   1   0   0   0   0   0   A L U o p c o d e   00   00   10   00   10   10   10   F u n c t i o n   x   x   1 0 0 0 0 0   x   1 0 0 0 1 0   1 0 0 1 0 0   1 0 0 1 0 1   t y p e   I mm e d i a t e   t y p e   I mm e d i a t e   t y p e   R e g i st e r   t y p e   I mm e d i a t e   t y p e   R e g i st e r   t y p e   R e g i st e r     t y p e   R e g i st e r   t y p e   D e scri p t i o n   S a v e   w o r d   L o a d   w o r d     A d d i t i o n   o p e r a t i o n   A d d i t i o n   i mm e d i a t e   o p e r a t i o n   S u b t r a c t i o n   o p e r a t i o n   M u l t i p l i c a t i o n   o p e r a t i o n   D i v i si o n   o p e r a t i o n           Fig u r 1 .   R T L   f o r   co n tr o l u n i t   in ter n al  ar c h itect u r e       Fig u r 2 .   R T L   f o r   s in g le  co r MI P S p r o ce s s o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       D es ig n   a n d   i mp leme n ta tio n   o f   d u a l - c o r MIP S   p r o ce s s o r   fo r   LU d ec o mp o s itio n   …  ( R u s u S a a d )   1479   2 . 4 .     Dua l - co re   M I P S pro ce s s o des ig n   Du al - co r co n s is t s   o f   t w o   co r es  an d   ea ch   o n is   r esp o n s ib le   f o r   s p ec if ic  f u n ct io n ,   b o th   co r es  s h ar ed   s a m d ata  m e m o r y .   E ac h   co r h as  t h eir   o w n   i n s tr u ctio n   m e m o r y ,   r eg i s ter   f ile  a n d   co n tr o l   u n i t,  f ir s co r w ill   b u s ed   to   p er f o r m   th lo w er   ( L )   m atr i x   w h ile  t h s ec o n d   co r w ill  p er f o r m   th u p p er   ( U)   m atr ix   d ep en d i n g   o n   L d ec o m p o s itio n   ( f ac to r izatio n )   [ 1 3 ,   2 7 ] .   Fig u r 3   s h o w s   t h d esi g n ed   Du a l - co r MI P p r o ce s s o r ,   th e   L o w er   co r is   u s ed   to   co m p u te  th ( L )   m atr i x   w h i le  th U p p er   c o r is   u s ed   to   c o m p u te  th ( U)   m atr ix ,   So   th at,   b o th   co r es  w er w o r k i n g   s i m u ltan eo u s l y   to   co m p u te  L m a tr ices  i n   les s   ti m e   th a n   s in g le - co r e,   w h ic h   g iv e s   h i g h   lev e l o f   p ar allelis m .           Fig u r 3 .   R T L   f o r   d u al  c o r MI P S p r o ce s s o r       3.   DATA  R E P RE SE NT A T I O N   T h f ix ed - p o i n d ata  r ep r esen tatio n   i s   ch o s e n   i n   th is   p ap er ,   w h ich   i s   ea s ier   i n   t h d esig n   co n s id er atio n .   Ot h er   m et h o d   in   d ata  r ep r esen tatio n   is   f lo a tin g   w h ic h   is   e x clu d ed   in   t h i s   w o r k   b ec au s it  r eq u ir es a   v er y   lar g h ar d w ar co m p o n e n [ 2 8 - 3 0 ] .   Fig u r 4   s h o w s   t h f o r m at  f o r   3 2 - b its   o f   d ata.           Fig u r 4 .   Fo r m a t f o r   th u s ed   d ata       4.   SI M UL AT I O R E S UL T   O F   SI N G L E - CO RE   Sin g le - co r p r o ce s s o r   is   im p le m e n ted   u s i n g   FP GA   d ev el o p m e n b o ar d   Sp ar tan - 6   th s i m u lat io n   r esu lt s   w h ich   h a v b ee n   g o tte n   f r o m   t h Xili n x   I Si m   s i m u l ato r .   E x ec u ti n g   a   s et  o f   i n s tr u ctio n s   to   co m p u te   L UD,   b o th   m atr i x   a n d   L UD  i s   s h o w n   i n   ( 1 5 )   f o r   4 x 4   m atr i x   w h ich   also   ca n   lead   in to   6 x 6   m atr i x ,   t h ti m e   r eq u ir ed   to   p er f o r m   L d ec o m p o s itio n   i s   3 0 7 0   n s   ( 3 . 0 7   µ s )   at  f r eq u e n c y   5 0   MH z T h r esu lts   ar f o u n d   id en tical  to   th t h eo r etica r esu lts   w h e n   ap p lied   f o r   th 4 x 4   m atr i x .   Fig u r 5   an d   Fig u r 6   s h o w   t h test - b en c h   o f   w a v e f o r m   s i m u latio n   f o r   m atr ix   A   an d   it ' s   L UD  an d   Fi g u r 7   s h o w s   t h r eso u r ce s   n ee d ed   f o r   th ex cu ted   d esig n .     A =   [ 2 3 1 5 6 13 5 19 2 19 10 23 4 10 11 31 ] =   L   [ 1 0 0 0 3 1 0 0 1 4 1 0 2 1 7 1 ]   U   [ 2 3 1 5 0 4 2 4 0 0 1 2 0 0 0 3 ]     ( 1 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 4 7 6   -   1484   1480       Fig u r 5 .   Sin g le - co r p r o ce s s o r   test   b en ch   o f   d ata  m e m o r y           Fig u r 6 .   Sin g le - co r p r o ce s s o r   test   b en ch   o f   r e g is ter   f ile           Fig u r 7 .   T h FP GA   r eso u r ce s   o f   s in g le  p r o ce s s o r       5.   SI M UL AT I O R E S UL T   O F   DUAL - CO RE   T h p r o p o s ed   d esig n   o f   d u al  co r p r o ce s s o r   h as  b ee n   co d ed   b y   u s i n g   VH DL ,   XI L I NX  Sp ar tan   6   w it h   s et s   o f   i n s tr u ctio n s   t h at   co m p u te  L U   d ec o m p o s itio n ,   test b en c h   w as   cr ea ted   to   i m p le m e n t   s a m 4 x 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       D es ig n   a n d   i mp leme n ta tio n   o f   d u a l - c o r MIP S   p r o ce s s o r   fo r   LU d ec o mp o s itio n   …  ( R u s u S a a d )   1481   m atr i x   as  s h o w n   in   Fi g u r e   8 ,   Fig u r 9   an d   Fig u r 1 0   w it h   r eso u r ce   r eq u ir ed   as  s h o w n   i n   Fig u r 1 1 .   T h tim e   r eq u ir ed   to   p er f o r m   L   d ec o m p o s itio n   in   d u al   co r p r o ce s s o r   is   8 5 0   n s   ( 0 . 8 5   µs)   at  f r eq u en c y   5 0   MH w it h   n u m b er   o f   in s tr u ct io n   4 1 .   A s   s h o w n   in   T ab le  5 ,   an d   th e   ti m e   r eq u ir ed   to   p er f o r m   d ec o m p o s itio n   is   1 1 7 0   n s   ( 1 . 1 7   µs)   f o r   th s a m f r eq u e n c y   w it h   5 7   in s tr u ctio n s   th at  h a s   b ee n   u s ed   as sh o w n   i n   Fi g u r 1 2 .       T ab le  5 Sin g le  co r an d   d u al  co r co m p ar is o n s   P r o c e sso r   T i me   ( n s)   I n st r u c t i o n s   u se d   C l o c k   p e r i o d   ( n s)   S i n g l e   C o r e   3 0 7 0   1 4 2   20   D u a l   C o r e   ( F i r st   c o r e )   8 5 0   41   20   D u a l   C o r e   ( S e c o n d   c o r e )   1 1 7 0   57   20           Fig u r 8.   Du al  co r p r o ce s s o r   test   b en c h   o f   r eg i s ter   f ile  1           Fig u r 9 .   Du al  co r p r o ce s s o r   test   b en c h   o f   r eg i s ter   f ile  2     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 4 7 6   -   1484   1482       Fig u r 1 0 .   Du al  co r p r o ce s s o r   test   b en ch   o f   d ata  m e m o r y           Fig u r 1 1 .   Su m m ar ize  t h FP GA   r eso u r ce   o f   d u al  p r o ce s s o r           Fig u r 1 2 .   Si m u latio n   o f   L d ec o m p o s i tio n   u s i n g   d u al  p r o ce s s o r       6.   CO NCLU SI O N     A   s i n g le  co r a n d   d u al  co r w er d esig n ed   to   p er f o r m   L 4 x 4   m atr i x   ca lc u latio n   f o r   t h p u r p o s o f   teac h i n g   s t u d ies  o f   t h MI P ar ch itect u r co u r s f o r   m aster   s tu d e n t.   Desi g n i n g   a n d   i m p le m en tin g   s in g le  co r e   an d   d u al  co r p r o ce s s o r s   w i t h   th r eq u ir ed   in s tr u ctio n s   f o r   ea ch   p r o ce s s er   s u f f ic ien to   i m p le m e n th L d ec o m p o s itio n   u s in g   d ec o m p o s itio n   p r o ce s s .   T h tim o f   s in g le  co r p r o ce s s er   to   p e r f o r m   th L 4 x 4   m atr i ce s   w as  3 . 0 7   µs  at  f r eq u en c y   5 0   MH w h ile   d esig n i n g   d u al  co r p r o ce s s o r   w h er t h f ir s co r o f   t h e   p r o ce s s o r   u s ed   to   c o m p u te  th e   L   m atr i x   an d   th s ec o n d   co r o f   th p r o ce s s o r   u s ed   to   co m p u te  m atr i x .   T h is   d esig n   ca n   ac h ie v h i g h   p er f o r m an ce   w it h   ti m in g   o f   1 . 1 7   µs .   T h m o s co n s u m in g   p r o ce s s o r   is   th Du al  co r p r o ce s s o r .   Ho w e v er ,   it g i v es  h ig h er   p er f o r m a n ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       D es ig n   a n d   i mp leme n ta tio n   o f   d u a l - c o r MIP S   p r o ce s s o r   fo r   LU d ec o mp o s itio n   …  ( R u s u S a a d )   1483   RE F E R E NC E S     [1 ]   G .   H.  G o lu b   a n d   C .   F .   V.  L o a n ,   M a tri x   Co m m u tatio n s,”   4 t h   e d . ,   J o h n s   Ho p k i n s   Un ive rs it y   Pre ss ,   2 0 1 3 .   [2 ]   A .   Y a n g ,   C.   L iu ,   J.  Ch a n g ,   X .   G u o ,   Re se a rc h   o n   P a ra ll e L U De c o m p o siti o n   M e th o d   a n d   It’s  A p p li c a ti o n   in   Circle   T ra n sp o rtatio n ,   J o u r n a l   o s o ft w a re ,   v o l.   5 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 2 5 0 - 1 2 5 5 ,   2 0 1 0 .   [3 ]   T .   T iru n e h ,   T e sfa m a ri a m   Y.  De b e ss a i,   G .   C.   B w e m b y a ,   S .   J.  Nk a m b u le,  T h e   LA= d e c o m p o siti o n   m e th o d   f o s o l v i n g   s y s t e m s   o f   l i n e a r   e q u a t i o n s ,   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   M a t h e m a t i c s   a n d   P h y s i c s ,   v o l .   7 ,   n o .   9 ,   p p .   2 0 3 1 - 2 0 5 1 ,   2019.   [4 ]   X .   W a n g ,   a n d   S .   G .   Zi a v ra s,  P a ra ll e L F a c t o riza ti o n   o f   sp a rse   m a tri c e o n   F BGA   b a s e d   c o n f ig u ra b le  c o m p u ti n g   e n g in e s,”   Co n c u rr e n c y   a n d   C o mp u ta ti o n   Pra c ti c e   a n d   Exp e rie n c e v o l.   1 6 ,   n o .   4 ,   pp .   3 1 9 - 3 4 3 ,   2 0 0 4 .   [5 ]   Y.   wa n g ,   H.   tao ,   S .   x iao ,   H.   Da i ,   A n   i m p le m e n tatio n   a rc h it e c tu re   d e sig n   o f   L d e c o m p o sit io n   i n   re so u rc e - li m it e d   s y ste m ,   2015  I EE In ter n a ti o n a S y mp o si u m o n   S y ste ms   En g i n e e rin g   ( IS S E) ,   Ro m e ,   2 0 1 5 ,   p p .   2 6 1 - 2 6 5 .   [6 ]   Y.   S h a o ,   L .   Jia n g ,   Q.   Zh a o ,   Y.   W a n g ,   Hig h   P e rf o r m a n c e   a n d   P a ra ll e M o d l e   f o rLU  d e c o m p o siti o n   o n   F P GA s,”   2009  F o u r t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   F r o n t i e r   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   S h a n g h a i ,   2 0 0 9 ,   p p .   75 - 79.   [7 ]   A .   A .   Hu ss a in ,   N.  T a y e m ,   M .   O.  Bu tt ,   A .   S o li m a n ,   A .   A lh a m e d ,   S .   A lsh e b e il i,   F P G A   Ha rd w a r e   Im p le m e n tatio n   o f   DO A   Esti m a ti o n   A lg o ri th m   Em p lo y in g   L U d e c o m p o siti o n ,   IE EE   Acc e ss ,   v o l.   6 ,   p p .   1 7 6 6 6 - 1 7 6 8 0 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   M .   M o u n ik a   a n d   A .   S h a n k a r,   D e sig n   &   i m p le m e n tatio n   o f   3 2 - b i Risc   (M IP S p ro c e ss o r,   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o E n g i n e e rin g   T re n d a n d   T e c h n o lo g y   ( IJ ET T ) ,   v o l.   4 ,   n o .   1 0 ,   p p .   4 4 6 6 - 4 4 7 4 ,   2 0 1 3 .   [9 ]   V .   R o b io   a n d   J.  C o o k ,   A   F P GA   I m p le m e n tatio n   o f   A   M IP S   RIS P ro c e ss o f o C o m p u t e A rc h it e c tu re   Ed u c a ti o n ,   Ne w   M e x ico   S tate   Un iv e rsity ,   M S c .   T h e sis,  2 0 0 4 .   [1 0 ]   V .   R.   W a d h a n k a r   a n d   V .   T e h re ,   A   F P GA   I m p le m e n tatio n   o f   a   RIS P ro c e ss o f o Co m p u ter  A r c h it e c tu re ,   Na ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   I n n o v a ti v e   Pa ra d ig ms   i n   E n g i n e e rin g   &   T e c h n o l o g y ,   Na g p u r,   I n d ia,  2 0 1 2 ,   p p .   24 - 28 .   [1 1 ]   M .   N.  T o p iw a la,  N.  S a ra s w a th i,   I m p le m a n tatio n   o f   a   3 2 - b it   M I P S   b a se d   RIS p ro c e ss o u sin g   c a d e n c e ,   in   2 0 1 4   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   C o mm u n ic a ti o n s,  C o n tr o a n d   C o mp u ti n g   T e c h n o l o g ies Ra m a n a th a p u ra m 2014 p p .   9 7 9 - 983 .   [1 2 ]   R.   S .   Ba l p a n d e ,   R .   S .   Ke o te,  De sig n   o f   F P GA   b a se d   In stru c ti o n   F e tch   &   De c o d e   M o d u le  o f   3 2 - b i RIS (M I P S )   P r o c e s so r,   2 0 1 1   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Co mm u n ica ti o n   S y s tem a n d   Ne tw o rk   T e c h n o lo g ie s ,   Ka tra,  Ja m m u ,   2 0 1 1 ,   p p .   4 0 9 - 4 1 3 .   [1 3 ]   J.  L .   He n n e ss y ,   J.  No r m a n ,   S .   P rz y b y l sk i,   C.   Ro w e n ,   T .   G ro ss ,   F .   Ba sk e tt ,   J.  G il l,   M ip s:   A   m icro p ro c e ss o a rc h it e c tu re ,   IEE Pre ss ,   ACM   S IGM I CRO  Ne wsle tt e r ,   v o l.   1 3 ,   p p .   1 7 - 22,   1 9 8 2 .   [1 4 ]   V .   N.   S iree sh a ,   D.   S a n t o sh ,   F P GA   I m p le m e n t a ti o n   o f   A   M IP S   RIS P ro c e ss o r,   I n ter n a ti o n a l   j o u rn a C o mp u ter   T e c h n o l o g y   &   Ap p li c a ti o n s ,   v o l.   3 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 5 1 - 1 25 3 ,   2 0 1 2 .   [1 5 ]   M .   B.   Ib n e   Re a z ,   M .   S .   Isla m ,   M .   S .   S u laim a n ,   A   S in g le  c lo c k   c y c le  M IP S   RI S p ro c e ss o d e sig n   u sin g   V HD L , ”  I CONIP  '0 2 .   Pr o c e e d in g s   o f   th e   9 th   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Ne u ra I n fo rm a ti o n   Pr o c e ss in g .   Co mp u t a ti o n a l   In telli g e n c e   fo r t h e   E - Ag e   ( IEE Ca t.   N o . 0 2 EX 5 7 5 ) ,   P e n a n g ,   M a la y sia 2 0 0 2 p p .   1 9 9 - 2 0 3 .   [1 6 ]   H.  S .   M e h ta,  De sig n   o f   M I P S   p r o c e ss o r ,”   Ca li f o rn ia S tate   Un iv e rsity ,   M S c .   T h e sis,  2 0 1 2   [1 7 ]   S .   S .   Om ra n ,   A .   J.  Ib a d a ,   F P G I m p le m e n tatio n   o f   M IP S   RIS P r o c e ss o f o Ed u c a ti o n a P u r p o s e s,”   J o u rn a o f   Ba b y l o n   U n ive rs it y   a n d   A p p li e d   S c ien c e s ,   v o l.   2 4 ,   n o .   7 ,   p p .   1 7 4 5 - 1 7 6 1 ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   S . S .   Om ra n   a n d   L .   F .   J u m m a ,   De sig n   o f   S HA - 1   a n d   S HA - 2   M I P S   p ro c e ss o u sin g   F P G A,”   2 0 1 7   a n n u a l   c o n fer e n c e   o n   n e w   t r e n d s   i n   i n f o r m a t i o n   a n d   c o m m u n i c a t i o n   t e c h n o l o n g y   a p p l i c a t i o n s   ( N T I C T ) ,   B a g h d a d ,   I r a q ,   2 0 1 7 p p .   2 6 8 - 273.   [1 9 ]   B.   C.   A lec sa   a n d   A .   D.  Io a n ,   F P G A   I m p le m e n tatio n   o f   a   M a tri x   S tru c tu re   f o In teg e Div is io n ,   2 0 1 0   3 r d   In ter n a t io n a S y mp o si u m o n   E lec trica a n d   El e c tro n ics   E n g i n e e rin g   ( IS EE E) G a lati ,   2 0 1 0 p p .   2 3 8   -   2 4 3 .   [2 0 ]   S .   A sla n ,   E.   Oru k lu ,   J.  S a n ii e ,   A rc h it e c tu re   d e sig n   T o o f o L o w   A re a   Ba n d   M a tri x   L F a c to riza ti o n ,   2 0 1 1   IEE E   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   E lec tro /In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   M a n k a to ,   M N 2 0 1 1 p p .   1 - 6 .   [2 1 ]   R.   S rin id h i,   M I P S   P r o c e ss o Im p lem e n tatio n ,   Ca li f o rn ia S tate   U n iv e rsity   No rth rid g e ,   M S c .   T h e sis,  2 0 1 2 .   [2 2 ]   M .   B.   Ib n e   Re a z ,   S in g le  C o re   Ha rd w a re   M o d e li n g   o f   3 2 - b it   M I P S   RI S C   P r o c e ss o w it h   A   S in g le  Clo c k ,   Res e a rc h   J o u rn a o A p p li e d   S c ie n c e s,  En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   v o l.   4 ,   n o .   7 ,   p p .   8 2 5 - 8 3 2 ,   2 0 1 2 .   [2 3 ]   K.  Bh a tt a c h a ry y a ,   R.   Bis wa s,  A .   S .   Dh a r,   S .   Ba n e rjee ,   A rc h it e c tu ra d e sig n   a n d   F P GA   i m p le m e n ta ti o n   o f   ra d ix - CORD IC  p ro c e ss o r,   M icr o p ro c e ss o rs   a n d   M icr o sy ste ms ,   v o l.   3 4 ,   n o .   2 - 4 ,   p p .   9 6 - 1 0 1 ,   2 0 1 0 .     [2 4 ]   J.  L .   He n n e ss y ,   D.  A .   P a tt e rso n ,   Co m p u ter  Org a n iza ti o n   a n d   De sig n T h e   Ha rd w a re /S o f t w a r e   In terf a c e ,   M o rg a n   Ka u fma n n ,   4 th   e d. ,   W a lt h a m ,   2 0 1 2 .   [2 5 ]   M .   N.  T h a k a r e ,   S .   P .   Rit p u rk a r,   De sig n   a n d   si m u latio n   o f   3 2 - Bit   RIS a rc h it e c tu re   b a se d   o n   M I P S   u sin g   V HD L ,   2 0 1 5   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   Co m p u ti n g   a n d   C o mm u n ica ti o n   S y ste ms ,   Co im b a to re 2 0 1 5 p p .   1 - 6 .   [2 6 ]   R.   A n jan a   a n d   G .   Kru n a l,   V HD L   I m p le m e n t a ti o n   o f   a   M I P S   RIS P ro c e ss o r,   I n ter n a t io n a l   J o u r n a l   o f   Ad v a n c e d   Res e a rc h   in   C o mp u ter   S c ien c e   a n d   so ft w a re   En g in e e rin g ,   v o l .   2 ,   p p .   8 3 - 8 8 ,   2 0 1 2 .   [2 7 ]   M .   He rli h y   a n d   N.  S h a v it ,   T h e   Art  o f   M u lt i p r o c e ss o P ro g ra m m in g ,   1 st ed . ,   M o r g a n   Ka u fma n n ,   2 0 0 8 .   [2 8 ]   C.   K.  S i n g h ,   S .   H.   P ra sa d ,   P .   T .   Ba lsa ra ,   A   f ix e d - p o in im p l e m e n tatio n   f o QR  d e c o m p o siti o n ,   2 0 0 6   IEE E   Da ll a s/CA S   W o rk sh o p   o n   De sig n ,   Ap p li c a ti o n s,   In teg r a ti o n   a n d   S o f twa re ,   Rich a rd s o n ,   T X ,   2 0 0 6 ,   p p .   7 5 - 7 8 .   [2 9 ]   M .   El jam m a l y ,   Y.  Ha n a fy ,   A .   W a h d a n ,   A .   Ba y o u m i,   Ha rd w a re   I m p le m e n tatio n   o f   L d e c o m p o siti o n   Us in g     d a taf lo w   a r c h it e c tu re   o n   F P G A,”   20 1 3   5 t h   I n ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Co m p u ter   S c ien c e   a n d   I n f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y ,   Am m a n ,   2 0 1 3 ,   p p .   2 9 8 - 3 0 2 .   [3 0 ]   S .   G a o ,   D.  A l - Kh a li li ,   J.  M .   P ierre   L a n g lo is,  N.  Ch a b in i ,   De c im a l   F lo a ti n g - P o i n M u l ti p l ier  w it h   B in a ry - D e c i m a l   Co m p re ss io n   Ba se d   F ix e d - P o in M u lt i p li e r,   2 0 1 7   IEE 3 0 t h   Ca n a d ia n   Co n fer e n c e   o n   El e c trica l   a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g   ( CCECE ) ,   W in d so r,   ON ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 6 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 4 7 6   -   1484   1484   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Ru s u S a a d   K h a li l   w a b o rn   in   Ba g h d a d ,   Ira q   in   1 9 9 2 .   S h e   g ra d u a ted   f ro m   A lM a m o n   Un iv e rsit y   c o ll e g e   in   2 0 1 4 ,   a n d   n o w   stu d y in g   m a st e a El e c tri c a En g in e e rin g   Co ll e g e /M id d le   T e c h n ica Un iv e r sit y ,   Ba g h d a d ,   Ira q ,   h e m a in   in tere st  in   Co m p u ter  A rc h it e c tu re   D e sig n ,   Co m p u ter en g in e e rin g ,   e m b e d d e d   sy ste m   a n d   d e sig n .         S a fa a   S .   O m r a n   w a b o rn   in   Ba g h d a d ,   Ira q   in   1 9 5 6 .   He   g ra d u a ted   f ro m   Un iv e rsit y   o f   Ba g h d a d   in   1 9 7 8 ,   a n d   t h e n   h e   g o t h e   M S c   f ro m   th e   sa m e   Un iv e r sit y   in   1 9 8 4 .   He   is  n o w   a   p ro f e ss o r   w o rk in g   a th e   El e c tri c a En g in e e rin g   Co ll e g e /M id d le  T e c h n ica Un iv e rsit y ,   Ba g h d a d ,   Ira q .   His   m a in   in tere st  w o rk in g   re s e a rc h e a re   in   th e   f ield   o f   m i c ro p ro c e ss o d e sig n   f o e m b e d d e d   s y ste m s,  Im a g e   p ro c e ss in g   a n d   c ry p to g ra p h y   s y ste m   d e si g n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.