基于多进程的异构一体化软件框架设计与实现
发布时间：2022-07-12 20:13
随着移动通信与人工智能技术的进步与发展,超高清视频传输、实时信号处理、虚拟现实与增强现实等业务逐渐兴起,各种业务对与硬件设备的计算能力要求也在逐渐提高。传统同构的信号处理系统已经难以满足现代信号处理任务的需求,处理任务单一,升级维护困难等问题尤为明显。利用多种硬件协同工作,形成异构一体化的硬件平台,开发具有易维护、迭代快、速度快等特点的信号处理系统,已经成为了一种趋势。本文在自主研发的CPU+FPGA异构一体化平台上,实现了针对一体化平台的软件架构,完成了基于4G LTE PUSCH信道下的视频业务收发演示系统,主要贡献在于:1.分析了用于设计软件框架的基础概念,包括操作系统的进程模型与线程模型,操作系统的常用调度方式以及对应的开销。比较了进程间常用的通信方式,对每一种通信方式的使用方式,实现原理,优点及不足进行了调研。最终确定了进程模型,并选用多种进程间通信方式相结合的方式作为软件框架的设计基础。2.设计并实现了运行于普通PC机的发送端系统。在分析了发送端的设计目标与需求后,将发送端系统拆分为视频串流模块,数据成帧模块,基带信号处理,USRP调制模块等功能模块,并对上述功能模块进行了...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容
1.4 论文结构安排
第二章 软件框架设计概念基础
2.1 系统概述
2.2 操作系统资源模型
2.2.1 进程模型相关概念
2.2.2 线程模型相关概念
2.2.3 操作系统调度
2.3 进程间通信方式及相关机制
2.3.1 管道
2.3.2 共享内存
2.3.3 消息队列
2.3.4 网络套接字
2.3.5 UNIX域套接字
2.3.6 信号量
2.4 LTE关键技术简介
2.4.1 OFDM技术
2.4.2 SC-FDMA技术
2.5 本章总结
第三章 系统发送端设计与实现
3.1 概述
3.2 设计目标
3.3 模块设计
3.3.1 串流模块与成帧模块
3.3.2 基带信号处理模块
3.3.3 USRP调制模块
3.4 本章总结
第四章 系统接收端设计与实现
4.1 概述
4.2 设计目标
4.3 模块设计
4.3.1 USRP解调模块
4.3.2 管理模块
4.3.3 基带信号处理模块
4.3.4 代理模块
4.3.5 数据排序模块
4.3.6 视频恢复模块
4.4 本章总结
第五章 异构一体化平台验证与测试
5.1 概述
5.2 异构一体化平台介绍
5.2.1 机箱结构
5.2.2 X86 板卡
5.2.3 FPGA板卡
5.2.4 USRP
5.3 链路搭建
5.3.1 时钟同步建立
5.3.2 发送端搭建
5.3.3 接收端搭建
5.4 演示平台测试
5.4.1 功能测试
5.4.2 译码性能
5.4.3 处理速度
5.5 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间获得成果
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]异构计算环境下基于优先队列划分的调度算法[J]. 王兰,张龙信,满君丰,周立前,李肯立. 小型微型计算机系统. 2020(02)
[2]Linux下进程间通信机制的探讨[J]. 许豪,陈可. 科技与创新. 2016(03)
博士论文
[1]可重构平台上面向卷积神经网络的异构多核加速方法研究[D]. 宫磊.中国科学技术大学 2019
硕士论文
[1]基于异构计算的车辆检测与跟踪研究[D]. 许匡正.西安电子科技大学 2019
[2]基于CPU与多FPGA架构的深度学习异构计算平台研究与实现[D]. 周松江.北京邮电大学 2019
[3]基于异构计算平台的推荐算法加速器的研究与实现[D]. 李阳.北京邮电大学 2019
[4]基于支持向量机的预测控制器FPGA异构计算及应用[D]. 梁頔男.吉林大学 2019
[5]深度卷积算法优化与硬件加速[D]. 付世航.北京交通大学 2019
[6]面向深度学习的多媒体流处理框架研究与应用[D]. 李韦.中国科学技术大学 2019
[7]异构框架下的高性能金融计算算法及平台实现[D]. 刘赟.山东大学 2019
[8]基于CPU-GPU-FPGA的异构计算系统及任务调度算法研究[D]. 叶盛.西安电子科技大学 2019
[9]基于FPGA的车辆目标实时检测系统设计与实现[D]. 王顺吉.大连理工大学 2019
[10]基于Intel通用处理器LTE上行链路的设计与实现[D]. 陈乔.北京邮电大学 2012
本文编号：3659775
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容
1.4 论文结构安排
第二章 软件框架设计概念基础
2.1 系统概述
2.2 操作系统资源模型
2.2.1 进程模型相关概念
2.2.2 线程模型相关概念
2.2.3 操作系统调度
2.3 进程间通信方式及相关机制
2.3.1 管道
2.3.2 共享内存
2.3.3 消息队列
2.3.4 网络套接字
2.3.5 UNIX域套接字
2.3.6 信号量
2.4 LTE关键技术简介
2.4.1 OFDM技术
2.4.2 SC-FDMA技术
2.5 本章总结
第三章 系统发送端设计与实现
3.1 概述
3.2 设计目标
3.3 模块设计
3.3.1 串流模块与成帧模块
3.3.2 基带信号处理模块
3.3.3 USRP调制模块
3.4 本章总结
第四章 系统接收端设计与实现
4.1 概述
4.2 设计目标
4.3 模块设计
4.3.1 USRP解调模块
4.3.2 管理模块
4.3.3 基带信号处理模块
4.3.4 代理模块
4.3.5 数据排序模块
4.3.6 视频恢复模块
4.4 本章总结
第五章 异构一体化平台验证与测试
5.1 概述
5.2 异构一体化平台介绍
5.2.1 机箱结构
5.2.2 X86 板卡
5.2.3 FPGA板卡
5.2.4 USRP
5.3 链路搭建
5.3.1 时钟同步建立
5.3.2 发送端搭建
5.3.3 接收端搭建
5.4 演示平台测试
5.4.1 功能测试
5.4.2 译码性能
5.4.3 处理速度
5.5 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间获得成果
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]异构计算环境下基于优先队列划分的调度算法[J]. 王兰,张龙信,满君丰,周立前,李肯立. 小型微型计算机系统. 2020(02)
[2]Linux下进程间通信机制的探讨[J]. 许豪,陈可. 科技与创新. 2016(03)
博士论文
[1]可重构平台上面向卷积神经网络的异构多核加速方法研究[D]. 宫磊.中国科学技术大学 2019
硕士论文
[1]基于异构计算的车辆检测与跟踪研究[D]. 许匡正.西安电子科技大学 2019
[2]基于CPU与多FPGA架构的深度学习异构计算平台研究与实现[D]. 周松江.北京邮电大学 2019
[3]基于异构计算平台的推荐算法加速器的研究与实现[D]. 李阳.北京邮电大学 2019
[4]基于支持向量机的预测控制器FPGA异构计算及应用[D]. 梁頔男.吉林大学 2019
[5]深度卷积算法优化与硬件加速[D]. 付世航.北京交通大学 2019
[6]面向深度学习的多媒体流处理框架研究与应用[D]. 李韦.中国科学技术大学 2019
[7]异构框架下的高性能金融计算算法及平台实现[D]. 刘赟.山东大学 2019
[8]基于CPU-GPU-FPGA的异构计算系统及任务调度算法研究[D]. 叶盛.西安电子科技大学 2019
[9]基于FPGA的车辆目标实时检测系统设计与实现[D]. 王顺吉.大连理工大学 2019
[10]基于Intel通用处理器LTE上行链路的设计与实现[D]. 陈乔.北京邮电大学 2012
本文编号：3659775
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3659775.html
