本文關(guān)鍵詞：通用自適應(yīng)光學(xué)波前實(shí)時(shí)處理機(jī)的設(shè)計(jì)　出處：《中國(guó)激光》2015年12期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 自適應(yīng)光學(xué) 實(shí)時(shí)處理 多核CPU 流水線處理

【摘要】：為滿足天文觀測(cè)及激光通信等領(lǐng)域的1000單元級(jí)以下的自適應(yīng)光學(xué)(AO)系統(tǒng)的高速實(shí)時(shí)處理的要求,提出一種單板上實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)計(jì)算的通用化技術(shù)方案。采用多核CPU實(shí)時(shí)計(jì)算波前,結(jié)合高速圖像采集卡,以滿足系統(tǒng)高幀頻的需求;計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用Xenomai實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及Linux操作系統(tǒng),以滿足AO系統(tǒng)低延遲的需求;實(shí)現(xiàn)了在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上集成實(shí)時(shí)處理與監(jiān)控的緊湊型處理系統(tǒng)。采用向量指令優(yōu)化及多核并行運(yùn)算,在6核的計(jì)算平臺(tái)上獲取了峰值每秒510億次浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算能力,102 GB/s的通信帶寬。仿真結(jié)果表明可以對(duì)1145個(gè)驅(qū)動(dòng)器,949個(gè)子孔徑的系統(tǒng)進(jìn)行2000 Hz的處理,處理延遲低于240μs;通過(guò)修改參數(shù)后,應(yīng)用于光通信的137單元AO系統(tǒng)中,校正后斯特列爾比為0.61。結(jié)果表明該處理方案能滿足1145單元以下AO系統(tǒng)2000 Hz實(shí)時(shí)處理的需要,并具有通用性。
[Abstract]:In order to meet the needs of adaptive optical astronomical observation and laser communications unit 1000 level (AO) system of high-speed real-time processing requirements, this paper proposes a single board to achieve the general technical scheme for high speed real-time computing. Using multi-core CPU real-time calculation of wavefront, combined with high speed image acquisition card, in order to meet the requirement of the system is high frame rate; computer system using Xenomai real-time operating system and Linux operating system, AO system to meet the demands for low latency; realize compact integrated monitoring and real-time processing on a single computer system. Using vector instructions and multi-core parallel computing optimization, the computing platform 6 core access to computing power the peak of 51 billion times per second floating-point operations, the communication bandwidth of 102 GB/s. The simulation results show that the 1145 drive, 949 sub aperture processing system for 2000 Hz, the processing delay of less than 240 s;. Through modifying the parameters, applied to the 137 unit of AO system of optical communication, the corrected Strehl ratio is 0.61. results show that the scheme can meet the needs of AO system of 1145 unit 2000 Hz under real-time processing, and versatility.

【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所;電子科技大學(xué)光電信息學(xué)院;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61308082)
【分類號(hào)】：O439;TP332
【正文快照】： 1引言觀測(cè)暗弱的天文目標(biāo)或激光進(jìn)行大氣傳輸時(shí),由于受大氣湍流的影響,造成接收的光斑彌散[1-4]。為了克服大氣湍流的影響,需要配備自適應(yīng)光學(xué)(AO)系統(tǒng)對(duì)大氣湍流引入的光學(xué)畸變進(jìn)行實(shí)時(shí)校正[1-4]。為實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣湍流造成的時(shí)域中低頻動(dòng)態(tài)像差的有效校正,通常要求系統(tǒng)工作在200

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