本文關(guān)鍵詞：基于高性能FPGA與多核DSP架構(gòu)的并行設(shè)計(jì)

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【摘要】：海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理是當(dāng)今信號(hào)處理領(lǐng)域迫在眉睫的任務(wù),對(duì)于雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng),大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理亦是重中之重。傳統(tǒng)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)由于自身限制,已無(wú)法滿足越來(lái)越高的處理性能要求。本文對(duì)當(dāng)前并行處理軟硬件技術(shù)進(jìn)行剖析,設(shè)計(jì)一種基于高性能FPGA與多核DSP架構(gòu)的并行處理板卡,并研究其并行性。本文首先綜合分析板卡在并行處理能力方面的具體需求,根據(jù)需求進(jìn)行主處理器芯片選型,選定TI公司最新多核DSP TMS320C6678與Xilinx公司Virtex-7系列高性能FPGA XC7VX690T,針對(duì)主處理器芯片提出板卡電源模塊、時(shí)鐘模塊的具體設(shè)計(jì)以及相關(guān)外圍電路設(shè)計(jì)。其次,分析板卡處理器芯片間的并行性,探討與并行性密切相關(guān)的高速互聯(lián)技術(shù)SRIO、HyperLink和PCIe,通過(guò)并行數(shù)據(jù)流安排以及高速互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)處理器間并行設(shè)計(jì)。然后,介紹TMS320C6678及其多核同步機(jī)制,利用多核并行實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)FFT為例來(lái)探討TMS320C6678的多核并行編程技術(shù)。最后,介紹Xilinx公司全新高層次綜合工具Vivado HLS,分析其并行優(yōu)化策略,利用Vivado HLS可以將C、C++、System C等高級(jí)編程語(yǔ)言算法直接轉(zhuǎn)化為RTL級(jí)代碼并在FPGA上實(shí)現(xiàn)。本文完成基于高性能FPGA與多核DSP架構(gòu)的并行處理板卡硬件設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)基于該板卡的軟件并行性分析。探討當(dāng)前主流的多核DSP并行編程技術(shù),對(duì)超長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)FFT實(shí)現(xiàn)結(jié)果以及多核DSP并行性能進(jìn)行分析。利用高層次綜合工具Vivado HLS實(shí)現(xiàn)對(duì)FPGA高效并行開(kāi)發(fā),以一個(gè)FIR濾波器為例,通過(guò)并行優(yōu)化指令,使其運(yùn)算時(shí)間從186個(gè)時(shí)鐘周期提升到3個(gè)時(shí)鐘周期。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.51

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本文編號(hào)：1302023