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一种在线时间序列预测的核自适应滤波器向量处理器
  • ISSN号:1009-5896
  • 期刊名称:《电子与信息学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所,哈尔滨150080
  • 相关基金:国家自然科学基金(61571160/F011305); 中央高校基本科研业务费专项资金资助(HIT.NSRIF.201615)
中文摘要:

针对信息物理融合系统中的在线时间序列预测问题,该文选择计算复杂度低且具有自适应特点的核自适应滤波器(Kernel Adaptive Filter,KAF)方法与FPGA计算系统相结合,提出一种基于FPGA的KAF向量处理器解决思路。通过多路并行、多级流水线技术提高了处理器的计算速度,降低了功耗和计算延迟,并采用微码编程提高了设计的通用性和可扩展性。该文基于该向量处理器实现了经典的KAF方法,实验表明,在满足计算精度要求的前提下,该向量处理器与CPU相比,最高可获得22倍计算速度提升,功耗降为1/139,计算延迟降为1/26。

英文摘要:

To address the online time series prediction problem in CPS(Cyber-Physical System) system, both KAF(Kernel Adaptive Filter) with low computation complexity and adaptive characteristic and FPGA computing system are employed. A novel FPGA implementation of vector processor targeting KAF algorithm is proposed. The parallelized datapath and multi-stage pipeline are introduced to enhance the performance and reduce the power consumption and latency. The microcoding technology is further employed to improve the reusability and extensibility. The classical KAF algorithms are implemented based on the vector processor. Experiments results show that the proposed vector processor improves the execution speed by factors of 22, the power consumption decrease to 1/139, while the latency decrease to 1/26 compared with a CPU, on the condition that the precision meets the requirement.

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期刊信息
  • 《电子与信息学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院电子学研究所 国家自然科学基金委员会信息科学部
  • 主编:朱敏慧
  • 地址:北京市北四环西路19号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jeit@mail.ie.ac.cn
  • 电话:010-58887066
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5896
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4494/TN
  • 邮发代号:2-179
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24739