【摘 要】
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对异构体系的研究可以上溯到40年前通用处理器刚刚走上历史舞台之时。利用专用的硬件单元来处理擅长的任务,也就是在异构架构下进行运算,这在当今对算力需求暴涨的时代成为更合理的追求。硬件需要软件进行指挥才能工作,以Khronos为主导提出的Open CL规范就是这样一个适用于多种异构设备的语言标准和编程环境。本文提出了一种支持Open CL的主机端程序架构,以搭建一套主机端（CPU）和设备端（FPGA）
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对异构体系的研究可以上溯到40年前通用处理器刚刚走上历史舞台之时。利用专用的硬件单元来处理擅长的任务,也就是在异构架构下进行运算,这在当今对算力需求暴涨的时代成为更合理的追求。硬件需要软件进行指挥才能工作,以Khronos为主导提出的Open CL规范就是这样一个适用于多种异构设备的语言标准和编程环境。本文提出了一种支持Open CL的主机端程序架构,以搭建一套主机端（CPU）和设备端（FPGA）通过串行Rapid IO进行通信的异构平台。首先分析了Open CL标准、串行Rapid IO的内容和特性,结合FPGA的并行架构特点,明确系统需求,定义了主从端通过Rapid IO通信的包格式,给出了系统的总体设计框架。其次,基于嵌入式平台的通信基础和环境,通过理解学习Vx Works系统的板级支持包,利用底层通信接口由下至上地实现了Open CL标准接口。搭建了符合Open CL标准的异构平台开发环境,在Vx Works系统实现Open CL驱动,提供主机端程序的处理开发框架。基于设备控制、内存管理、任务分发等设计,实现了基于Open CL技术的通过单片主机处理器控制4片FPGA从设备以及多个执行内核的系统需求。最终,通过测试环境进行了功能测试与验证。第一,对主机端程序整体的稳定性进行测试;第二,利用雷达信号处理内核实例,在多种场景下对主机端系统进行评估和分析,均取得了理想的测试验证结果。
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