基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)的研究的開(kāi)題報(bào)告

基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)的研究的開(kāi)題報(bào)告一、課題背景隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力的需求也越來(lái)越高，通常情況下，使用單一計(jì)算單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理通常效率較低，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性及高速度的要求。因此，人們?yōu)榱颂嵘?jì)算效率和速度，逐漸轉(zhuǎn)向并行計(jì)算技術(shù)，如CPU集群、GPU、FPGA等。但這些并行計(jì)算技術(shù)也存在著各自的局限性。其中，F(xiàn)PGA（Field-ProgrammableGateArray）可編程門(mén)陣列技術(shù)擁有易于編程、支持高速并發(fā)計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其可實(shí)現(xiàn)定制化處理器結(jié)構(gòu)和算法，能夠使得程序執(zhí)行效率大幅提高，因此備受研究者的關(guān)注。DSP（DigitalSignalProcessor）是一種專(zhuān)門(mén)制作數(shù)字信號(hào)處理器的微處理器，如圖像和音頻信號(hào)處理等。DSP可針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的需求，提供高速運(yùn)算和協(xié)處理能力。二、課題研究目的本課題旨在研究基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)處理的效率和速度。具體的研究目標(biāo)如下：1.研究FPGA+DSP技術(shù)并行計(jì)算的原理，并構(gòu)建并行計(jì)算組件，實(shí)現(xiàn)高速并發(fā)計(jì)算。2.設(shè)計(jì)基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，包括模塊劃分、信號(hào)接口設(shè)計(jì)、時(shí)鐘管理等。3.開(kāi)發(fā)基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)軟件系統(tǒng)，使得其支持更多的計(jì)算任務(wù)，提高系統(tǒng)的整體性能。三、預(yù)期研究成果通過(guò)本課題的研究，預(yù)期實(shí)現(xiàn)以下成果：1.建立基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)計(jì)算單元之間的并行計(jì)算，提高計(jì)算效率和速度。2.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通過(guò)FPGA+DSP并行化處理、存儲(chǔ)和傳輸，并提供多種算法支持。3.開(kāi)發(fā)高速并行機(jī)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易用、集成性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)應(yīng)用范圍更加廣泛，并提供較為完整的技術(shù)支持。四、研究方法針對(duì)本課題研究目標(biāo)，將采用以下研究方法：1.查閱文獻(xiàn)法，了解FPGA+DSP技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)、高速并行機(jī)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、并行機(jī)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面國(guó)內(nèi)外的最新研究進(jìn)展。2.建立基于FPGA+DSP的并行計(jì)算組件，實(shí)現(xiàn)高速并發(fā)計(jì)算。3.設(shè)計(jì)基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，包括模塊劃分、信號(hào)接口設(shè)計(jì)、時(shí)鐘管理等。4.開(kāi)發(fā)基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)軟件系統(tǒng)，以支持更多的計(jì)算任務(wù)，并提高系統(tǒng)的整體性能。五、研究計(jì)劃本課題的研究計(jì)劃如下：1.前期調(diào)研。調(diào)研FPGA+DSP技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)、高速并行機(jī)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、并行機(jī)軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，了解技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)領(lǐng)域的理論和實(shí)際應(yīng)用情況，構(gòu)思課題研究的合理性和可行性。預(yù)計(jì)用時(shí)1個(gè)月。2.硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。根據(jù)第1章的研究目標(biāo)，設(shè)計(jì)基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，包括模塊劃分、信號(hào)接口設(shè)計(jì)、時(shí)鐘管理等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行化和高速并發(fā)計(jì)算。預(yù)計(jì)用時(shí)6個(gè)月。3.軟件開(kāi)發(fā)和測(cè)試。根據(jù)第1章的研究目標(biāo)，開(kāi)發(fā)基于FPGA+DSP的高速實(shí)時(shí)并行機(jī)軟件系統(tǒng)，支持更多的計(jì)算任務(wù)，提供較為完整的技術(shù)支持，測(cè)試系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。預(yù)計(jì)用時(shí)6個(gè)月。4.撰寫(xiě)論文、答辯和修改。根據(jù)第2、3章的工作，撰寫(xiě)論文，進(jìn)行答辯評(píng)審，根據(jù)評(píng)審意見(jiàn)修改論文。預(yù)計(jì)用時(shí)2個(gè)月。六、參考文獻(xiàn)[1]鄒艷暉.基于FPGA的高性能并行機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].安徽大學(xué)學(xué)報(bào),2014,10.[2]王文波.FPGA-BasedParallelComputingReview[J].ChineseJournalofElectronics,2016,25(5).[3]崔欣欣,FPGA并行計(jì)算技術(shù)研究[J