基于遗传算法的高层次综合优化方法研究

发布时间：2022-01-05 05:39

　　随着集成电路的迅猛发展,嵌入式FPGA除了具有低功耗、高性能和可重新配置外,还可以支持使用任意的制造工艺以及任意应用的调控尺寸大小,嵌入式FPGA IP核技术,更是方便了开发者对其架构和高层次综合设计空间进行探索。人工智能热潮后,卷积神经网络瞬间成为学术界和工业界的焦点,但由于计算量庞大,使得无法在普通的计算机或嵌入式设备上进行实时处理。此外,基于现有的各种C/C++编写的算法,比如立体匹配算法、DCT和FIR等,这些算法应用领域广,特别在数字处理领域（如通讯或图象处理）,但也存在着计算量大的问题。因此,很有必要提出一种基于高层次综合优化策略搜索的系统架构,以便将不同领域内的各种算法自动化综合成硬件描述语言或者IP核,实现算法的硬件加速。本文通过研究国内外现状以及对几种核心算法在高层次综合（High Level Synthesis,HLS）下的优化策略实验分析,设计了一种基于遗传算法的高层次综合优化策略搜索的系统架构,提出了仿射划分算法在HLS依赖分析的应用,实现了自动生成TCL文件、提取数据报表的有用信息以及自动优化策略探索,并自行设计了适应度函数和遗传算法的操作算子。最后,通过实验... 

【文章来源】：福建师范大学福建省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
绪论
    第一节 课题背景及意义
    第二节 国内外研究现状
    第三节 主要研究内容及章节安排
第一章 Vivado HLS优化指令分析
    第一节 HLS工具简介
        1.1.1 HLS简介
        1.1.2 HLS的调度、绑定与控制逻辑提取
        1.1.3 高层次综合的开发流程
    第二节 HLS优化指令分析
        1.2.1 任意数据类型与接口综合优化指令
        1.2.2 For循环优化指令
        1.2.3 数组与函数优化指令
    第三节 本章小结
第二章 并行相关性分析
    第一节 相关性基础
        2.1.1 循环依赖测试
        2.1.2 基本仿射变换
    第二节 仿射划分算法与多面体模型
        2.2.1 仿射划分算法
        2.2.2 多面体模型简介
    第三节 实验分析与测试
        2.3.1 实验分析
        2.3.2 实验测试
    第四节 本章小结
第三章 几种核心算法简介及HLS优化策略
    第一节 DCT概述及优化分析
        3.1.1 DCT简介
        3.1.2 DCT的HLS优化策略
    第二节 FIR概述及优化分析
        3.2.1 FIR简介
        3.2.2 FIR的HLS优化策略
    第三节 深度学习中的卷积运算与矩阵相乘概述及优化
        3.3.1 卷积运算及HLS优化策略
        3.3.2 矩阵相乘的HLS优化策略
    第四节 立体匹配算法概述及优化分析
        3.4.1 SAD算法简介
        3.4.2 SAD算法的HLS优化策略
    第五节 本章小结
第四章 基于遗传算法的系统架构设计与实验分析
    第一节 遗传算法简介与设计需求分析
    第二节 基于遗传算法的系统架构设计
        4.2.1 自动化HLS优化策略系统架构设计
        4.2.2 遗传算法的操作算子设计
    第三节 核心算法实验分析
        4.3.1 实验环境设置
        4.3.2 实验数据分析
    第四节 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历



本文编号：3569838