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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.1998.tde-19012001-110751
Documento
Autor
Nome completo
Antônio Carlos de Oliveira Souza Aragão
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 1998
Orientador
Banca examinadora
Marques, Eduardo (Presidente)
Kofuji, Sergio Takeo
Roda, Valentin Obac
Título em português
Uma arquitetura sistólica para solução de sistemas lineares implementada com circuitos FPGAs.
Palavras-chave em português
circuitos FPGAs
computação paralela
sistemas lineares
Resumo em português
Neste trabalho de mestrado foi desenvolvido o projeto de uma máquina paralela dedicada para solução de sistemas de equações lineares. Este é um problema presente em uma grande variedade de aplicações científicas e de engenharia e cuja solução torna-se uma tarefa computacionalmente intensiva , a medida em que o número de incógnitas aumenta. Implementou-se uma Arquitetura Sistólica unidimensional, conectada numa topologia em anel, que mapeia métodos de solução iterativos. Essa classe de arquiteturas paralelas apresenta características de simplicidade, regularidade e modularidade que facilitam implementações em hardware, sendo muito utilizadas em sistemas de computação dedicados à solução de problemas específicos, que possuem como características básicas a grande demanda computacional e a necessidade de respostas em tempo real. Foram adotadas metodologias e ferramentas avançadas para projeto de hardware que aceleram o ciclo de desenvolvimento e para a implementação foram utilizados circuitos reconfiguráveis FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). Os resultados de desempenho são apresentados e avaliados apontado a melhor configuração da arquitetura para atingir um speedup em relação a implementações em máquinas seqüenciais. Também são discutidas as vantagens e desvantagens deste tipo de abordagem e metodologia na solução de problemas que possuem requisitos de tempo.
Título em inglês
A systolic architecture to solving linear systems implemented with FPGAs devices.
Palavras-chave em inglês
FPGAs devices
linear systems
parallel computing
Resumo em inglês
This dissertation presents the project of a parallel machine dedicated for solving linear systems. This is a problem that appears in a great variety of scientific and engineering applications with a solution that becomes a computationally intensive task, measured by the increasing number of unknown variables. An Systolic Architecture was implemented, connected in a ring topology, mapping an iterative solution method. This class of parallel architectures presents characteristics of simplicity, regularity and modularity that facilitate hardware implementations, being very used in dedicated computation systems to the solution of specific problems, which possess as requirements to handle great computational demand and real-time response. Advanced methodologies and tools for hardware project were adopted to accelerate the development cycle. The architecture has been implemented and verified on FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). The performance results are presented and discussed, indicating the feasibility and efficiency of the adopted approach and methodology for this kind of problem.
 
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dissert_aragao.pdf (741.53 Kbytes)
Data de Publicação
2001-01-19
 
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