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《基于FPGA的高速矩陣運算算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中北大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA的高速矩陣運算算法研究姓名：安婧申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：導(dǎo)航制導(dǎo)與控制指導(dǎo)教師：沈小林20090522中北大學(xué)學(xué)位論文基于FPGA的高速矩陣運算算法研究摘要矩陣運算是描述許多工程問題中不可缺少的數(shù)學(xué)關(guān)系，矩陣運算具有執(zhí)行效率好、速度快、集成度高等優(yōu)點，并且隨著動態(tài)可配置技術(shù)的發(fā)展，靈活性也有了很大的提高。因此，尋找矩陣運算的高速實現(xiàn)方法是具有很大的現(xiàn)實意義，能夠為高速運算應(yīng)用提供技術(shù)支持。為了提高研究成果的實用性與商用性，本文主要針對某種體積小、運算速度和性能要求很高的特殊場合設(shè)計并實現(xiàn)基于FPGA的矩陣運算功能。通過系統(tǒng)地研究FPGA功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理、D
2、SP接口、IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)，深入學(xué)習(xí)浮點數(shù)及矩陣的基礎(chǔ)運算以及硬件編程語言等內(nèi)容，根據(jù)矩陣運算的特點和原理，討論了硬件設(shè)計方面重點對具體核心器件結(jié)構(gòu)、特點以及有關(guān)FPGA的設(shè)計流程和控制器VerilogHDL硬件編程語言代碼方面內(nèi)容，確定了基于FPGA浮點運算及矩陣運算單元的VerilogHDL設(shè)計方法，在QuartusII平臺上對其仿真、記錄運算結(jié)果，并對采集到的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了深入分析與總結(jié)。本設(shè)計通過幾種矩陣算法利用FPGA和MATLAB分別進(jìn)行了實現(xiàn)測試，驗證了設(shè)計結(jié)果的正確性，證明了本設(shè)計中矩陣運算速率的實用性與高效性，提高了系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)可靠性，為今后在工程、軍事、通訊
3、等生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：FPGA，浮點數(shù)，VerilogHDL，矩陣運算，流水線中北大學(xué)學(xué)位論文TheResearchoftheHigh—SpeedlyOperationAlgorihmbasedonFPGAPYUAABSTRACTThematrixoperationistheessentialtooltodescribemathematicalrelationinmanyprojectquestion,ithasthegoodthatisthecardedouttheefficiency，thespeedisquick,integrationratehighermer
4、it，andalongwiththedevelopmentofthedynamicdisposedtechnical，theflexibilityalsohastheverybigenhancement．So，seekingforthehighspeedmethodtorealizethematrixoperationisverymeaningful，itcallprovidethetechnicalsupportforthehighspeedoperationapplication．Inordertorealizethehilghspeedmatrixoperation,Thisdesi
5、gnistargetedatasmallsize，operationalspeedandhi．ghperformancerequirementsofthespecialoccasionsdesignandrealizeseachkindofmatrixoperationmodulebasedontheFPGA．ThepaperresearchedabouttheFPGAfunctionstructure，theprincipleofdesign，theDSPconnection，theIEEE-754standard，anddeeplystudiedthefoundationoffloat
6、ingnumberandmatrixoperationaswellashardwareprogramminglanguage．Accordingtothecharacteristicandtheprincipleofthematrixoperation，discussedthehardwaredesignaspectabouttheconcretecorecomponentstructure、characteristicandsoftwareaspectaboutthecycleofdesignFPGA，thecontrollerandthehardwareprogramminglangu
7、ageoftheVerilogHDL，determinedthedesignmethodofthefloatingpoiIltandmatrixoperationbasedontheFPGAunitedtheVerilogHDL．AndsimulationedoperationresultsintheQuartusII，ithascarriedontheanalysisinthemultianalysisvariousm
