Методы и средства создания параллельно-конвейерных программ с масштабируемой разрядностью для решения задач цифровой обработки сигналов на реконфигурируемых вычислительных системах

Цель исследования - увеличение удельной производительности реконфигурируемых вычислительных систем (РВС) при решении задач цифровой обработки сигналов. Проведена разработка методов создания параллельно-конвейерных программ с масштабируемой разрядностью, повышающих удельную производительность РВС при решении задач цифровой обработки сигналов на основе быстрого преобразования Фурье для заданной точности вычислений. Выполнен анализ методов и средств реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов на многопроцессорных вычислительных системах. Разработаны: методы создания параллельных программ для реализации быстрого преобразования Фурье на РВС для данных с фиксированной запятой; методика создания структурно-процедурных алгоритмов и параллельно-конвейерных программ для решения на РВС задач цифровой обработки сигналов, использующих быстрое преобразование Фурье; алгоритмы согласованной фильтрации с масштабируемой разрядностью для РВС; алгоритмы двумерного БПФ и частотной фильтрации изображений с масштабируемой разрядностью для РВС. На основе разработанных методов и алгоритмов созданы библиотеки программ, которые могут быть использованы при решении практических задач цифровой обработки сигналов на РВС. Созданное программное обеспечение позволило сократить задействованные аппаратные ресурсы ПЛИС в сравнении с реализацией БПФ для данных с плавающей запятой в 3,7 раза при использовании созданного метода с априорной оценкой итераций, требующих масштабирования, и в 2,9 раза при использовании созданного метода, основанного на поэтапном увеличении разрядности и масштабировании; а также в сравнении с существующей реализацией БПФ для данных с фиксированной запятой с изначально увеличенной разрядностью в 2,3 раза при использовании метода с априорной оценкой итераций, требующих масштабирования, и в 1,9 раза при использовании метода, основанного на поэтапном увеличении разрядности и масштабировании.