高性能通用并行弹载计算机设计：DSP+FPGA结合的创新实践

"基于DSP和FPGA的高性能通用并行弹载计算机设计与实现，该文探讨了如何设计一种满足弹上信号处理需求的高性能通用并行计算机。文章指出，随着技术进步，处理任务的需求日益增长，传统的单处理器系统已无法满足需求，因此并行处理技术成为了解决方案。文中分析了时共享总线和分布式两种并行结构，并结合信号处理系统的特点，设计出一种具有标准化、模块化、可扩展、可重构、混合并行模式和多层次互联特性的高性能弹载计算机。通过实际构建和验证，证明了设计的有效性。" 在弹载计算机领域，为了应对导弹控制和通信等领域的复杂计算任务，设计高性能的通用并行计算机至关重要。随着VLSI技术的进步，虽然单个处理器的运算能力得到显著提升，但在面对大规模任务时，仍然显得力不从心。因此，将并行处理技术应用于信号处理系统中，成为提升处理效率的关键。 并行处理结构主要包括共享总线结构和分布式结构。共享总线结构中，多个处理器通过高速总线共享同一存储器，允许所有处理器平等访问资源。而分布式并行结构则采用定制网络连接各个处理节点，每个节点拥有独立的存储器，通过消息传递进行通信。这两种结构各有优缺点，如共享总线结构易于实现，但可能因为总线竞争导致效率下降；分布式结构则能提供更高的通信带宽和更低的延迟，但设计和实施更为复杂。 在设计高性能通用并行弹载计算机时，考虑了以下几个关键特性： 1. 标准化和模块化：采用标准的硬件平台和接口，便于不同组件的互换和升级，降低系统设计和维护的复杂性。 2. 可扩展性：能够根据任务需求增加或减少处理器数量，以适应不同规模的计算任务。 3. 可重构性：允许根据算法的变化动态调整系统结构，提高了系统的灵活性。 4. 混合并行模式：结合了共享总线和分布式并行结构的优点，可以根据任务需求选择合适的并行策略。 5. 多层次互联：通过层次化的网络架构，确保处理器之间的高效通信，降低延迟。 论文通过构建实际的弹载计算机系统，验证了设计的可行性和这些特性的有效性。并行处理的性能通常通过加速比和并行效率来衡量，这两者反映了并行算法相对于串行算法的性能提升程度。在评估并行系统的可扩放性时，等效率度量是一个重要的参考标准。 总结来说，本文提出的基于DSP和FPGA的并行弹载计算机设计，旨在解决导弹控制和通信等领域中的计算挑战，通过灵活的并行结构和优化的设计策略，实现了高性能和可定制化的信号处理能力，为未来的弹载计算机系统设计提供了有价值的参考。