基于DSP的網(wǎng)絡(luò)并行計算系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的中期報告

基于DSP的網(wǎng)絡(luò)并行計算系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的中期報告一、研究背景及意義隨著計算機科學(xué)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)并行計算作為一種高性能計算方式得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。DSP（數(shù)字信號處理器）作為計算能力強、功耗低的嵌入式大規(guī)模并行處理器，被廣泛應(yīng)用于圖像處理、信號處理、通信等領(lǐng)域。因此，將DSP技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)并行計算系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，并提高系統(tǒng)的計算能力和性能。本報告旨在介紹基于DSP的網(wǎng)絡(luò)并行計算系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。二、研究內(nèi)容及技術(shù)路線1.系統(tǒng)設(shè)計首先，需要設(shè)計一個能夠支持多個DSP并行計算的網(wǎng)絡(luò)并行計算系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要包括多個DSP節(jié)點、交換機、網(wǎng)卡等硬件設(shè)備，以及網(wǎng)絡(luò)并行計算軟件的編寫。2.系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn)需要分為兩個方面：（1）硬件實現(xiàn)：需要設(shè)計硬件電路，包括DSP節(jié)點的電路設(shè)計、交換機的電路設(shè)計、網(wǎng)卡的電路設(shè)計等。（2）軟件實現(xiàn)：需要編寫網(wǎng)絡(luò)并行計算軟件，將計算任務(wù)劃分成多個子任務(wù)，并將各個子任務(wù)分配給不同的DSP節(jié)點進行并行計算。3.技術(shù)路線（1）硬件方面，可采用FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）作為系統(tǒng)的承載平臺，實現(xiàn)DSP節(jié)點、交換機、網(wǎng)卡等硬件設(shè)備的功能。（2）軟件方面，可采用MPI（消息傳遞接口）進行并行計算任務(wù)的劃分和分配，實現(xiàn)DSP節(jié)點的并行計算。三、預(yù)期成果完成基于FPGA的DSP節(jié)點、交換機、網(wǎng)卡等硬件設(shè)備的設(shè)計和實現(xiàn)，并編寫網(wǎng)絡(luò)并行計算軟件，實現(xiàn)DSP節(jié)點的并行計算，提高系統(tǒng)的計算能力和性能。四、進度安排第一階段：設(shè)計硬件電路，包括DSP節(jié)點的電路設(shè)計、交換機的電路設(shè)計、網(wǎng)卡的電路設(shè)計等。完成時間：2個月。第二階段：編寫網(wǎng)絡(luò)并行計算軟件，實現(xiàn)DSP節(jié)點的并行計算。完成時間：3個月。第三階段：系統(tǒng)集成測試、性能測試及論文撰寫。完成時間：1個月。五、存在問題及解決方案問題一：硬件設(shè)計難度大。解決方案：采用現(xiàn)代化的設(shè)計軟件，如Vivado、AlteraQuartusII等，輔助實現(xiàn)硬件設(shè)計。問題二：網(wǎng)絡(luò)并行計算軟件的設(shè)計難度大。解決方案：采用現(xiàn)代化的軟件框架，如MPI等，輔助實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)并行計算軟件的設(shè)計。問題三：系統(tǒng)性能測試難度大。解決方案：采用標準的性能測試方法及工具，如Stream、Linpack等，進行系統(tǒng)性能測試，確保系統(tǒng)性能達到預(yù)期目標。六、參考文獻[1]ParhiK.K.(2000).VLSIdigitalsignalprocessingsystems:designandimplementation.Wiley-IEEEPress.[2]張俊斌.基于DSP的圖像處理技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué),2007.[3]DowlingJ.E.,LeisersonC.E.,RandallK.H.,etal.Highspeedswitchschedulingforlocalareanetworks[J].ACMSIGCOMMComputerCommunicationReview,1993,23(4):29-41.[4]BrownleeN.A.,DongarraJ.,BeckmanP.,etal.TheMPIbenchmarksuite[J].InternationalJ