基于FPGA异构计算的高速数据协调系统设计
发布时间：2021-11-17 17:55
量子密钥分发（Quantum Key Distribution,QKD）是量子保密通信系统中最为关键的一部分。而数据协调又是QKD系统中不可或缺的一部分,它被用来去除和纠正由信道的热噪声和窃听者的存在而引起的错误码字。如何提高CV-QKD数据协调的运算速度一直是业界亟待解决的一个问题,开放运算语言OpenCL（Open Computing Language）的出现为解决该问题提供了新的选择,OpenCL可以通过并行计算的方式高速处理数据,而AOCL（Altera SDK for OpenCL）的出现使得FPGA并行架构可以进行OpenCL并行编程,FPGA可以以超低的功耗实现高性能,结合其高度并行的特点,使得选择OpenCL与FPGA组合的异构并行编程架构进行加速运算成为了发展趋势。本文针对如何提高CV-QKD数据协调的运算速度做了以下工作:将实验室原有的存储超大LDPC码稀疏校验矩阵H的静态十字双向循环链表数据结构进行改进,使得该数据结构符合OpenCL的编程规范;实现了Slepain-Wolf算法的并行化内核设计与优化;采用DE5-Net开发板作为FPGA异构平台,使用OpenCL...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LDPC码的Tanner图表示图中的每个变量节点b代表一个码组中第j位的信息，校验节点c表示第i
图 2.4 基于 LDPC 码的 MLC/MSD 协调方案图 2.4 所示协调方案流程该采用正向协调，其中 Λ 表示基于边信息Y 获得该 Λ 所在级译码的先验信息。作为接近 Shannon 极限的好码，本文 MLC/MS
图 3.1 OpenCL 平台模型如图 3.1 所示为 OpenCL 的平台模型展示，宿主机可与若干OpenCL计连接， 设备(device)可以是 CPU、 GPU、 DSP或支持
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续变量量子密钥分发数据协调加速运算的GPU实现[J]. 刘绍婷,王晓凯,郭大波. 通信学报. 2017(11)
[2]连续变量量子密钥分发多维数据协调算法[J]. 王云艳,郭大波,张彦煌,王晓凯,贺转玲. 光学学报. 2014(08)
[3]面向OpenCL模型的DCT并行化[J]. 向阳霞,张惠民,王子强. 电脑知识与技术. 2013(26)
[4]基于OpenCL的均值平移算法在多个众核平台的性能优化研究[J]. 庞旭,张云泉,龙国平,贾海鹏,颜深根. 计算机科学. 2013(03)
[5]基于OpenCL的异构系统并行编程[J]. 詹云,赵新灿,谭同德. 计算机工程与设计. 2012(11)
[6]大气激光通信中的LDPC-BICM技术研究[J]. 吴琼,梅进杰. 无线电通信技术. 2012(03)
[7]An integrated quantum secure communication system[J]. DAI WenChao, LU Yuan, ZHU Jun & ZENG GuiHua State Key Lab of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China. Science China（Information Sciences）. 2011(12)
硕士论文
[1]基于GPU集群的Mean Shift遥感图像分割算法并行化研究[D]. 范光松.电子科技大学 2016
[2]基于Django的高性能地学计算Web系统的设计与实现[D]. 吴俊锋.电子科技大学 2016
[3]基于因子图与FPGA的LDPC码概率译码算法研究及实现[D]. 韩照.暨南大学 2015
[4]连续变量量子密钥分发数据协调优化算法研究[D]. 孙艺.山西大学 2015
[5]连续变量量子密钥分发多维数据协调算法[D]. 王云艳.山西大学 2015
[6]基于概率计算的多码率LDPC译码器设计[D]. 贺谦.电子科技大学 2013
[7]连续变量量子密钥分发系统中关键技术的研究[D]. 申泽源.上海交通大学 2013
[8]连续变量量子密钥分发的数据协调[D]. 白增亮.山西大学 2012
[9]可配置LDPC码编码器的FPGA设计与实现[D]. 许元志.哈尔滨工程大学 2012
[10]LDPC码的研究及其在OFDM系统中的应用[D]. 于学明.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3501403
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LDPC码的Tanner图表示图中的每个变量节点b代表一个码组中第j位的信息，校验节点c表示第i
图 2.4 基于 LDPC 码的 MLC/MSD 协调方案图 2.4 所示协调方案流程该采用正向协调，其中 Λ 表示基于边信息Y 获得该 Λ 所在级译码的先验信息。作为接近 Shannon 极限的好码，本文 MLC/MS
图 3.1 OpenCL 平台模型如图 3.1 所示为 OpenCL 的平台模型展示，宿主机可与若干OpenCL计连接， 设备(device)可以是 CPU、 GPU、 DSP或支持
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续变量量子密钥分发数据协调加速运算的GPU实现[J]. 刘绍婷,王晓凯,郭大波. 通信学报. 2017(11)
[2]连续变量量子密钥分发多维数据协调算法[J]. 王云艳,郭大波,张彦煌,王晓凯,贺转玲. 光学学报. 2014(08)
[3]面向OpenCL模型的DCT并行化[J]. 向阳霞,张惠民,王子强. 电脑知识与技术. 2013(26)
[4]基于OpenCL的均值平移算法在多个众核平台的性能优化研究[J]. 庞旭,张云泉,龙国平,贾海鹏,颜深根. 计算机科学. 2013(03)
[5]基于OpenCL的异构系统并行编程[J]. 詹云,赵新灿,谭同德. 计算机工程与设计. 2012(11)
[6]大气激光通信中的LDPC-BICM技术研究[J]. 吴琼,梅进杰. 无线电通信技术. 2012(03)
[7]An integrated quantum secure communication system[J]. DAI WenChao, LU Yuan, ZHU Jun & ZENG GuiHua State Key Lab of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China. Science China（Information Sciences）. 2011(12)
硕士论文
[1]基于GPU集群的Mean Shift遥感图像分割算法并行化研究[D]. 范光松.电子科技大学 2016
[2]基于Django的高性能地学计算Web系统的设计与实现[D]. 吴俊锋.电子科技大学 2016
[3]基于因子图与FPGA的LDPC码概率译码算法研究及实现[D]. 韩照.暨南大学 2015
[4]连续变量量子密钥分发数据协调优化算法研究[D]. 孙艺.山西大学 2015
[5]连续变量量子密钥分发多维数据协调算法[D]. 王云艳.山西大学 2015
[6]基于概率计算的多码率LDPC译码器设计[D]. 贺谦.电子科技大学 2013
[7]连续变量量子密钥分发系统中关键技术的研究[D]. 申泽源.上海交通大学 2013
[8]连续变量量子密钥分发的数据协调[D]. 白增亮.山西大学 2012
[9]可配置LDPC码编码器的FPGA设计与实现[D]. 许元志.哈尔滨工程大学 2012
[10]LDPC码的研究及其在OFDM系统中的应用[D]. 于学明.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3501403
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