Главная > Разное > Теория и применение цифровой обработки сигналов
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

10.8. Ускорение выполнения  БПФ методами параллельной обработки

Параллельная обработка может ускорить выполнение БПФ, как и других машинных алгоритмов. Вся последующая часть главы будет посвящена рассмотрению методов параллельной обработки, которые можно использовать для повышения эффективности алгоритмов БПФ. В настоящем разделе сделана попытка выделить некоторые общие методы, однако необходимо иметь в виду, что в любом алгоритме БПФ могут встретиться самые разнообразные сочетания нескольких видов параллелизма. Перечислим их:

1. Одновременное выполнение арифметических операций, обращений к ЗУ и операций над командами. На фиг. 10.19 (уже представляющей пример данного вида параллелизма) в явной форме показано временное перекрытие обращений к памяти и арифметических вычислений. Поскольку здесь не отведено время для адресации  ЗУ и для выполнения команд управления, то эти операции также нужно выполнять параллельно с основными вычислениями.

2. Добавление ЗУ небольшого объема с большим быстродействием. В системе с одним арифметическим устройством можно без чрезмерных затрат использовать весьма быстродействующее АУ, однако увеличение быстродействия ЗУ является дорогостоящей операцией. Ниже будет показано, что сочетание двух ЗУ с разным быстродействием может оказаться недорогим способом увеличения быстродействия всей системы.

3. Применение алгоритмов с более высокими основаниями. При основании 2 базовая операция включает одно комплексное умножение и два комплексных сложения, а при основании 4 — три комплексных умножения и восемь комплексных сложений. Несложно построить аппаратуру, реализующую алгоритм с основанием 4 таким образом, чтобы все три умножения выполнялись одновременно. При этом быстродействие системы возрастет в четыре раза. Этот подход справедлив и для алгоритмов с более высокими основаниями, хотя сомнительно, что при основаниях, превышающих 8, затраты на дополнительное распараллеливание будут оправданы.

4. Поточное выполнение БПФ. Эта интересная специализированная структура, содержащая  арифметических устройств (где  - основание алгоритма) и пригодная для построения систем с очень большим быстродействием, будет детально рассмотрена в разд. 10.12 и 10.13.

5. Сверхпараллелизм. Для систем со сверхбольшим быстродействием эффективная структурная схема может содержать  параллельно работающих арифметических устройств. Это означает, что все преобразование реализуется в одной матричной схеме. Даже при умеренных размерах преобразования N для этого потребуется очень большой объем оборудования, однако, по крайней мере в радиолокации, такие устройства рассматриваются вполне серьезно.

Таким образом, замечательное свойство симметрии алгоритма БПФ дает возможность разработать множество структурных схем с самыми разнообразными уровнями параллелизма. Изучению этих схем и посвящены последующие разделы главы.

 

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление