基于多dsp信号处理并行算法设计和实现

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1、AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDesignandImplementationofParallelAlgorithmsinSignalProcessingofMulti-DSPCandidate:ChenYubingMajor:PatternRecognitionandIntelligentSystemSupervisor:Prof.WangGuoyouHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuha

2、nHubei,P.R.China,430074June,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描复制保存手段和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：陈玉冰指导教师签名：汪国有日期：2008年6月6日日期：2008年6月6日华中科技大学硕士学位论文摘要为了满足现代信号处理的需要，为航天电子系统综合测试与分析应用提供一个具有良好扩展性和常用基本算法库的高性能信号处理计算平台，本文引入并行处理技术来提高处理机计算性能以满足对运算速度的巨大需求。本文以并行算法在数字信号处理中的应用为研究对象，探讨了在数字信号处理中有关并行算法的设计、实现、分析及相应的并行系统结

4、构和并行算法模型等问题。首先介绍了并行处理技术、并行计算模型及并行算法的性能度量等基本概念；然后仔细描述了适于本课题研究的多DSP并行处理系统平台；最后分别讨论了傅立叶变换的并行算法、哈达玛变换的并行算法以及数字滤波并行算法的设计方法与结果分析。在并行处理中，任务的分配，数据的存储与通信开销问题是影响并行算法运行时间的关键所在。本文对快速傅立叶变换FFT的并行算法采用分治策略技术，分别设计了按位交换和矩阵转置两种并行算法。应用这两个算法在多DSP系统(4片TigerSHARC101DSP芯片组)上，实现2K点复数FFT分别耗时14.39ms和10.92ms，并行加速比分别为2.39和

5、3.15，说明矩阵转置的方法有效克服了按位交换方法的通信起步问题，具有更高的并行效率；对于快速哈达玛变换FHT，根据其蝶形运算的特点设计并行算法，该算法在多DSP系统上实现1K点实数FHT耗时1.99ms，并行加速比为2.75；对于直接型FIR数字滤波，采用流水线技术，设计了基于LogP模型的分块FIR并行算法，该算法在多DSP系统上实现2K点实数FIR耗时13.76ms，并行加速比为3.98。本文中设计的并行算法合理地分配、存储数据，最大限度地降低了通信开销，有效地增大了并行算法的加速比，达到了项目预期的指标。关键词：并行算法;信号处理;快速傅立叶变换;快速哈达玛变换;有限冲击响应

6、;加速比I华中科技大学硕士学位论文AbstractInordertoprovideaflexiblescalabilityandbasicalgorithmslibraryforahighperformancesignalprocessingcomputingplatformtomeettherequirementofmodernsignalprocessing,thisthesisintroducestheparalleltechnologyforenhancementofthecomputingperformanceandthehugedemandofspeed.Thisthes

7、isemphasizesontheparallelalgorithmanditsapplicationsindigitalsignalprocessing.Itmainlycovershowtodesign,implementandanalyzeparallelalgorithms,correspondingparallelsystemarchitectures,parallelalgorithmmodelsandotheraspects.Firstlyt