این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۷، شماره ۱۰، صفحات ۵۸-۶۴
عنوان فارسی چارچوب نرم‌افزاری برای ساخت کمک پردازنده مبتنی بر اف‌پی‌جی‌ای جهت ارتقاء سرعت در حل عددی
چکیده فارسی مقاله در سال‏های اخیر، قابلیت افزایش سرعت حل معادلات دیفرانسیل پاره‏ای با استفاده از سخت افزار اف‏پی‏جی‏ای مورد توجه جدی قرار گرفته است. با این وجود، پیچیدگی‏های پیاده‏سازی و برنامه‏نویسی این معادلات بر روی این سخت افزار از فراگیر شدن آن در بین کاربران حوزه محاسبات عددی جلوگیری کرده است. در این تحقیق، چارچوبی نرم‏افزاری توسعه یافته است که امکان ساخت کمک پردازنده مبتنی بر سخت افزار اف‏پی‏جی‏ای برای حل ضمنی معادلات دیفرانسیل پاره‏ای با حداقل پیچیدگی و زمان پیاده‏سازی را برای کاربر فراهم می‏سازد. با استفاده از این چارچوب، شبکه حل و روابط جبری معادلات توسط کاربر تعریف شده و بقیه موارد شامل تولید آی پی حلگر، ارتباط سی‏پی‏یو و کمک پردازنده و لایه‏ها‏ی حافظه و ارتباط بین قسمت‏های مختلف در این چارچوب مدیریت می‏شود. این چارچوب شامل بخش‏هایی برای تعریف معماری کمک پردازنده با استفاده از نرم‏افزارهای اچ‏ال‏اس و ویوادو و ایجاد ارتباط با سی‏پی‏یو شامل درایورهای سیستم عامل و توابع عملیاتی برای تنظیم شرایط اولیه و مرزی و دریافت نتایج از طریق درگاه پی‏سی‏آی اکسپرس می‏باشد. در این مقاله، پس از توسعه چارچوب نرم‏افزاری، نحوه ساخت یک کمک پردازنده برای حل معادله لاپلاس دو بعدی ارائه شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، علاوه بر سهولت بکارگیری این چارچوب برای ساخت کمک پردازنده مبتنی بر اف‏پی‏جی‏ای، مقایسه سرعت محاسبات با این کمک پردازنده و سی پی یو نشان دهنده افزایش سرعت 22 برابری حل معادله لاپلاس بوده، که در صورت طراحی این کمک پردازنده بر پایه عملیات ممیز ثابت، سرعت حل تا 65 برابر قابل افزایش است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی A framework for developing an FPGA based coprocessor for accelerating numerical computations
چکیده انگلیسی مقاله In recent years, capability of FPGA hardware for accelerating the solution of differential equations has attracted wide attention. However, complexities associated with the implementation and development of these equations on FPGA has precluded the wider application of this hardware among the users in the field of CFD. In this research, a software framework has been developed, which enables users to develop an FPGA based coprocessor for solving implicit PDE equations, quickly and with minimum complexity. Using this framework, the user defines the solution network and the algebraic equations, and the framework manages other operations such as construction of the solver IP, interface between the CPU and the coprocessor, memory layers and links among various parts. The framework consists of different sections for defining the architecture of the coprocessor using HLS and VIVADO software, and the links with CPU consisting of operating system drivers and operational functions for adjusting initial and boundary conditions and receiving the results through the PCIe port. Simplicity of the developed framework has been demonstrated by the construction of a coprocessor for solving two-dimensional Laplace equation. Comparison of speed of solution on CPU with the FPGA based coprocessor shows a 22-fold increase in the speed of solution of Laplace equation, and if fixed point operation is used in the construction of the coprocessor, the speed will even increase 65-fold.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله ایوب نیک روان شلمانی |
سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران

فواد فرحانی |
عضو هیات علمی، ریس پژوهشکده مکانیک، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران

نشانی اینترنتی http://mme.modares.ac.ir/article_17624_492f9864f01d660c9563bb279aaecfc7.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1256/article-1256-437416.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات