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摘 要:针对信息物理融合系统中的在线时间序列预测问题,该文选择计算复杂度低且具有自适应特点的核自适应
- u6 [; T# i( D) x8 i滤波器(Kernel Adaptive Filter, KAF)方法与 FPGA 计算系统相结合,提出一种基于 FPGA 的 KAF 向量处理器解
0 D5 m5 `- B7 G4 t8 m, n% e$ C9 T6 x决思路。通过多路并行、多级流水线技术提高了处理器的计算速度,降低了功耗和计算延迟,并采用微码编程提高
. L3 \' v, y- f8 K9 `; a了设计的通用性和可扩展性。该文基于该向量处理器实现了经典的 KAF 方法,实验表明,在满足计算精度要求的2 V+ h5 Z7 j' i
前提下,该向量处理器与 CPU 相比,最高可获得 22 倍计算速度提升,功耗降为 1/139,计算延迟降为 1/26。
* z+ Q1 e ~8 l1 P; {7 b关键词:核自适应滤波器;现场可编程逻辑门阵列;向量处理器;微码
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引言
, y5 |" ` V7 o/ J. G. Y% h信息物理融合系统(Cyber-Physical System, 2 Z" r5 s* i& y/ E
CPS)是将计算、通信和控制能力深度融合的网络化
8 u, G" w8 x( A( z& P) V/ R' r; m! h物理系统,数据的在线实时处理是 CPS 的核心问题: T, ~2 G' c K5 S' n; w' q
之一[1]。而实际物理系统产生的数据往往具有时间序- f9 f. }/ G0 X5 ]( [# Y0 P
列特性,因此时间序列预测广受工业界和研究机构
6 G( q* i1 @; t8 m4 T$ ~) _的关注,越来越多的嵌入式在线时间序列预测系统2 B ]& F( C0 h. m' Y* b- _) W
被广泛地应用到变电站无线监测与预警,可穿戴机; o, ?) `3 s& F% N. Q2 u6 ^; o; ]
器人运动控制以及嵌入式环境监测等领域。然而,
2 g% D T2 _: K0 I$ @" ~. U) Q2 I对于在线应用,非线性时间序列预测方法需要不断# R6 x7 F O9 V- p
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- T) @+ m1 q* o2 [附件下载:. M Z. [, {6 b4 N- C
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