基于多核DSP的基带信号处理算法并行性究

摘要

随着计算机性能需求的不断增加,多机并行势必成为计算机的发展方向。同时,随着软件无线电技术SDR的兴起以及该技术在LTE移动通信系统中的使用越来越深入,高速并行计算的应用需求也越发急迫。为了推动LTE移动通信系统的全软件化进程,本文以多核DSP为基础,搭建了并行处理平台,并对相关的并行处理技术和信号处理算法的并行性进行了讨论和研究。
　　矩阵求逆算法和FIR滤波器在LTE中都有着广泛的应用。通常情况下,这两种算法运算量较大,运算耗时较长。这并不能满足LTE系统对高速率的要求,所以需要采用并行方式对这两种算法进行并行实现。
　　通信开销在一定程度上影响着算法的并行性能。本文通过性能测试对比了几种多核DSP的核间通信机制和片间通信机制,最终分别选用具备灵活性和高速率的EDMA3和SRIO来实现并行算法中的数据交互工作。
　　针对矩阵求逆算法,本文对比了几种经典的求逆算法,综合计算复杂度和稳定性选择了全选主元高斯约旦算法作为并行计算的研究对象,并提出了一种基于全选主元高斯约旦算法的矩阵求逆并行算法。最后在TMS320C6474 EVM评估板上对该并行算法进行了多核实现,并对该并行算法加速比进行了对比分析。结果表明算法耗时与并行核数成反比,并且处理器数目可观时,该算法具备一定的加速比。
　　针对FIR滤波器,本文对比了现有的几种并行滤波结构,并选择了其中具备运算量小等优势的基于多相滤波器的快速FIR并行滤波结构进行仿真,验证了该并行滤波结构的正确性和可靠性。最后在TMS320C6474 EVM评估板上对该并行滤波结构进行了多核实现,并对该并行算法的加速比进行了对比分析。结果表明算法耗时与并行核数成反比,并且该算法具有可观的加速比。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2课题研究现状

1.3本文研究工作及内容安排

第二章 基于多核DSP的并行处理系统软硬件环境

2.1 TMS320C6474平台概述

2.2 TI嵌入式处理器集成开发环境CCS

2.3代码效率分析方法

2.4通信方式的介绍与选择

2.5本章小结

第三章 并行矩阵求逆算法及其多核DSP实现

3.1经典矩阵求逆算法

3.2矩阵求逆高斯约旦法的并行分解

3.3基于多核DSP的高斯约旦并行算法

3.4本章小结

第四章 并行FIR滤波器算法及其多核DSP实现

4.1 FIR滤波器的并行滤波结构

4.2 FIR并行滤波结构的多核DSP实现

4.3本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果