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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
" J1 I- H+ Q3 }* A7 y7 ]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
9 `; r# g3 V6 }) d8 z z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
" M/ a( I: x9 n: i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
0 r: n4 Z, d7 z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。
; B# W9 P* R# \/ Z; H; T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 |, F [( c* w7 n, `/ r, R% ?& W4 p: @
信息物理融合系统(Cyber-Physical System,
" I: E+ g# J7 K8 B4 DCPS)是将计算、通信和控制能力深度融合的网络化
3 b w8 _! }, C( p# o0 {( ^ S物理系统,数据的在线实时处理是 CPS 的核心问题
7 l8 [5 x% j7 X- W( E: o% M+ G- l& k之一[1]。而实际物理系统产生的数据往往具有时间序9 Z# W1 s. f; C# P
列特性,因此时间序列预测广受工业界和研究机构
+ A( B8 J4 }! _& P& |7 q m# X的关注,越来越多的嵌入式在线时间序列预测系统5 F$ |/ R7 w/ k! ]1 u$ i
被广泛地应用到变电站无线监测与预警,可穿戴机- E" e5 s1 `$ ~' c2 p0 Y$ o
器人运动控制以及嵌入式环境监测等领域。然而,
, ~+ i# }) U' c* u% @; I: `对于在线应用,非线性时间序列预测方法需要不断4 |& R* ?/ b! D$ l+ W
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- \' m% O% u3 v, }1 |附件下载:
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