پیاده سازی سخت افزاری حل عددی معادلات دیفرانسیل روی FPGA

حل عددی معادلات دیفرانسیل با استفاده از بسترهای CPU و GPU مبتنی بر پیاده سازی نرم افزاری است. در سال های اخیر، راهکار جدیدی مبتنی بر پیاده سازی سخت افزاری معادلات با استفاده از بستر FPGA، به دلیل افزایش سرعت حل و کاهش توان مصرفی، مورد توجه جدی قرار گرفته است. در این پژوهش با حل چند مسیله ی نوعی، شامل سیستم جرم و فنر و معادله ی موج، روش پیاده سازی سخت افزاری برای حل معادلات دیفرانسیل بر روی FPGA، مزایا و چالش های این پیاده سازی و روش های حل آن ارایه شده است. نتایج سرعت پردازش برای حل سیستم تک جرم و فنر نشان می دهد که سرعت CPU تقریبا برابر FPGA است ولی برای سیستم 6 جرم و فنر سرعت FPGA 8 برابر CPU است. همچنین نتایج سرعت پردازش حل معادله ی موج نشان دهنده ی افزایش 3/6 برابری سرعت FPGA نسبت به CPU است. این نتایج نشان گر افزایش کارایی FPGA با افزایش تعداد المان های محاسباتی است.

کلیدواژه ها:

محاسبات قابل باز پیکر بندی ، افزایش سرعت حل ، معادلات دیفرانسیل عادی و پاره یی