Fpga tabanlı sayısal sinyal işleme algoritmalarına özelleştirilmiş yardımcı işlemci tasarımı

Abstract

Sayısal sinyal işlemede yaygın olarak büyük veri setleri üzerinde kullanılan fonksiyonların hızlandırılması için günümüzde çok çekirdekli işlemciler, grafik işlemciler, FPGA tabanlı sistemler ve ASIC tasarımlar kullanılarak paralel hesaplama ile sağlanır. Bu tez çalışması, ASELSAN - TOBB ETÜ iş birliğinde yürütülen ve çıktısı FPGA tabanlı ve OpenCL destekli, ölçeklenebilir ve özelleştirilebilir tasarıma sahip bir yardımcı işlemci ünitesi olan projenin donanım tasarımı kısmını kapsar. Bu çalışmada sinyal işleme uygulamalarında yaygın olarak kullanılan fonksiyonlar için özelleştirilmiş, OpenCL destekli ve ölçeklenebilir bir paralel işlemci mimarisi tasarlanmış ve FPGA platformunda gerçeklenmiştir.

Typical digital signal processing algorithms executes the same DSP functions on different data sets. Parallelizing this process dramatically decreases execution time of such kind of functions. There are 4 popular platforms for parallelized applications: Many-core processors, GPGPUs, ASIC chips and FPGA based applications. Although each kind of platform has own pros and cons, GPGPU and FPGA based applications are more popular than others because of lower price and higher parallel processing capabilities. This MSc thesis consists of hardware design of FPGA based OpenCL ready highly scalable and configurable co-processor which is a project of ASELSAN and TOBB ETÜ. In this work, a scalable and configurable parallel processor architecture which supports OpenCL is designed and implemented on FPGA platform.