使用面向FPGA的OpenCL设计两百万点频域滤波器

Designing two million point frequency domain filter using open CL for FPGA

快速傅里叶变换(FFT)是信号处理应用的基础。FPGA供应商一直以来提供了运行良好的FFT库,处理适配到FPGA片内存储器中的大量数据。但是,如果数据规模太大,应该如何应对?为解决这一问题,FPGA设计人员现在必须要做出设计决定,这些决定互相纠缠在一起,例如,片内FFT内核的配置选择,其数量,它们怎样连接并访问外部存储器,多个内核之间的同步等。分析所有这类设计决定就是要能够很好的结合现有产品,在HDL中编程,这会非常耗时,而且带来了性能问题。采用OpenCL等高级编程语言,能够很快的完成系统设计分析。本文将研究在目前FPGA体系结构上实现1M和16M点数的频域滤波器,支持从每秒120到240百万采样的不同采样率。本文研究一个2M点数单精度频域滤波器的示例,该示例选择OpenCL作为其设计决定。假设读者熟悉FPGA设计,掌握OpenCL的基本概念。