基于FPGA与OpenCL的脉冲星搜索FT卷积加速
分布式、并行与集群计算
2018-07-02 v2
摘要
平方公里阵列(Square Kilometre Array, SKA)项目将是世界上最大的射电望远镜阵列。由于其大量天线，需要处理的信号数量极为庞大。SKA中央信号处理器包的一个重要组成部分是脉冲星搜索。本文聚焦于频域加速搜索模块的基于FPGA的加速，该模块是SKA脉冲星搜索引擎的一部分。在此模块中，频域输入信号必须在较短时限内对数千个输入数组经由85个有限冲激响应(Finite Impulse Response, FIR)滤波器进行处理。由于输入长度和FIR滤波器规模巨大，即便高端FPGA器件也无法完全并行化该任务。我们首先研究时域FIR滤波器(TDFIR)和频域FIR滤波器(FDFIR)以应对该任务。我们应用重叠相加算法分割TDFIR的系数数组，并应用重叠保留算法分割FDFIR的输入信号。为实现快速原型设计，我们采用了高层FPGA开发技术OpenCL。使用多块FPGA器件同时评估其性能与功耗，并与通过移植基于FPGA的OpenCL内核所得的GPU结果进行比较。实验评估表明，FDFIR方案在性能上极具竞争力，且在能耗上相对GPU方案具有明显优势。
引用
@article{arxiv.1805.12280,
title = {FPGA-based Acceleration of FT Convolution for Pulsar Search Using OpenCL},
author = {Haomiao Wang and Prabu Thiagaraj and Oliver Sinnen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.12280},
year = {2018}
}
备注
25 page, 13 figures