本文關(guān)鍵詞：基于多核DSP的基帶信號(hào)處理算法并行性研究　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)性能需求的不斷增加,多機(jī)并行勢(shì)必成為計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向。同時(shí),隨著軟件無(wú)線電技術(shù)SDR的興起以及該技術(shù)在LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)中的使用越來(lái)越深入,高速并行計(jì)算的應(yīng)用需求也越發(fā)急迫。為了推動(dòng)LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)的全軟件化進(jìn)程,本文以多核DSP為基礎(chǔ),搭建了并行處理平臺(tái),并對(duì)相關(guān)的并行處理技術(shù)和信號(hào)處理算法的并行性進(jìn)行了討論和研究。矩陣求逆算法和FIR濾波器在LTE中都有著廣泛的應(yīng)用。通常情況下,這兩種算法運(yùn)算量較大,運(yùn)算耗時(shí)較長(zhǎng)。這并不能滿足LTE系統(tǒng)對(duì)高速率的要求,所以需要采用并行方式對(duì)這兩種算法進(jìn)行并行實(shí)現(xiàn)。通信開銷在一定程度上影響著算法的并行性能。本文通過性能測(cè)試對(duì)比了幾種多核DSP的核間通信機(jī)制和片間通信機(jī)制,最終分別選用具備靈活性和高速率的EDMA3和SRIO來(lái)實(shí)現(xiàn)并行算法中的數(shù)據(jù)交互工作。針對(duì)矩陣求逆算法,本文對(duì)比了幾種經(jīng)典的求逆算法,綜合計(jì)算復(fù)雜度和穩(wěn)定性選擇了全選主元高斯約旦算法作為并行計(jì)算的研究對(duì)象,并提出了一種基于全選主元高斯約旦算法的矩陣求逆并行算法。最后在TMS320C6474 EVM評(píng)估板上對(duì)該并行算法進(jìn)行了多核實(shí)現(xiàn),并對(duì)該并行算法加速比進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明算法耗時(shí)與并行核數(shù)成反比,并且處理器數(shù)目可觀時(shí),該算法具備一定的加速比。針對(duì)FIR濾波器,本文對(duì)比了現(xiàn)有的幾種并行濾波結(jié)構(gòu),并選擇了其中具備運(yùn)算量小等優(yōu)勢(shì)的基于多相濾波器的快速FIR并行濾波結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了該并行濾波結(jié)構(gòu)的正確性和可靠性。最后在TMS320C6474 EVM評(píng)估板上對(duì)該并行濾波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多核實(shí)現(xiàn),并對(duì)該并行算法的加速比進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明算法耗時(shí)與并行核數(shù)成反比,并且該算法具有可觀的加速比。
[Abstract]:With the increasing demand for computer performance, multi-computer parallelism is bound to become the direction of computer development. With the rise of software radio technology SDR and the application of this technology in LTE mobile communication system more and more in-depth. In order to promote the full software process of LTE mobile communication system, this paper builds a parallel processing platform based on multi-core DSP. The parallelism of related parallel processing techniques and signal processing algorithms is discussed and studied. Matrix inverse algorithm and FIR filter are widely used in LTE. These two algorithms can not meet the requirement of high speed in LTE system because of the large amount of computation and the long time consuming. Therefore, parallel implementation of these two algorithms is needed. The communication overhead affects the parallel performance of the algorithm to a certain extent. This paper compares several inter-core communication mechanisms of multi-core DSP and compares them with each other through performance tests. Inter-chip communication mechanism. Finally, EDMA3 and SRIO, which have flexibility and high speed, are selected to realize the data interaction in parallel algorithms. For matrix inversion algorithm, this paper compares several classical inverse algorithms. In order to improve the computational complexity and stability, the fully selected principal component Gaussian Jordan algorithm is chosen as the research object of parallel computing. A matrix inverse parallel algorithm based on fully selected principal component Gaussian Jordan algorithm is proposed. Finally, the parallel algorithm is implemented on the TMS320C6474 EVM evaluation board. The speedup ratio of the parallel algorithm is compared and analyzed. The results show that the time consuming of the algorithm is inversely proportional to the number of parallel kernels, and when the number of processors is considerable, the algorithm has a speedup ratio. The algorithm has a certain speedup for FIR filters. In this paper, several parallel filtering structures are compared, and the fast FIR parallel filter structure based on polyphase filter is selected for simulation. The correctness and reliability of the parallel filter structure are verified. Finally, the multi-core implementation of the parallel filter structure is carried out on the TMS320C6474 EVM evaluation board. The speedup of the parallel algorithm is compared and analyzed. The results show that the time consuming of the algorithm is inversely proportional to the number of parallel kernels and the algorithm has considerable speedup.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN911.7;TN713

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本文編號(hào)：1422602