基于OpenCL的FPGA架构用于研究沉浸管中的声学反射

科学领域:

• 计算机工程 计算机工程
• 信号处理 信号处理
• 硬件加速器 硬件加速器

背景情况:

• 半导体行业面临着增长挑战,但现场可编程网关数组 (FPGA) 提供了基于硬件的算法加速的潜力.
• 目前的高级合成工具需要硬件专业知识,这阻碍了软件工程师广泛采用FPGA.
• 实时,高精度的系统越来越多地需要用于诸如声波散射等应用.

研究的目的:

• 提出和评估一种方法来加速FPGA上的算法.
• 为满足软件工程师对高效,可访问的硬件加速的需求.
• 为了实现实时,高精度的处理,用于声波散射分析.

主要方法:

• 为FPGA目标开发了一个高级架构模型.
• 详细介绍了OpenCL的优化,并定义了算法加速的探索策略.
• 应用了使用声波散射数据 (0-46.8 kHz) 描述和识别沉浸金属管的方法.

主要成果:

• 与现代CPU (74s) 相比,在FPGA (3.5s) 上实现了显著更快的计算时间.
• 证明了高精度,绝对误差不超过10-5.
• 基于执行时间,资源利用和能源效率的评估方法.

结论:

• 提出的方法对于基于FPGA的算法加速是有效和高效的.
• 它通过简化硬件加速来为软件工程师民主化FPGA技术.
• 实现实时,准确的声学散射分析,满足关键应用需求.