РЕАЛИЗАЦИЯ ОБРАТНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ДЛЯ МИКРОСЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

Аннотация

Рассмотрена возможность построения цифровых моделей месторождений углево-дородов в режиме реального времени на основании данных «пассивного» микросейсмиче-ского мониторинга. Обработка первичной сейсмической информации на многопроцессор-ных вычислительных системах традиционной архитектуры в режиме реального времени невозможна ввиду большого объема обрабатываемых данных, сложности в организации хранения промежуточных результатов и трудоемкости выполняемых операций. Сущест-вует иная парадигма организации вычислительного процесса при решении трудоемких сильносвязанных задач, основанная на синтезе параллельно-конвейерных программ для ре-конфигурируемых вычислительных систем (РВС). Согласно данному подходу, задача пред-ставляется в качестве информационного графа, состоящего из множества вершин - вы-полняемых операций, и множества дуг, описывающих последовательность передачи дан-ных между вершинами, а также входные и выходные сигналы. Традиционные методы ав-томатического синтеза вычислительных структур предполагают прямое отображение информационного графа задачи или его части на вычислительное поле РВС, построенное из множества соединенных друг с другом программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Такой подход призван обеспечить максимальную производительность вычисли-тельной системы, используя весь доступный аппаратный ресурс. Однако при решении за-дач реального времени на РВС традиционными методами производительность вычисли-тельной системы зачастую оказывается выше необходимой, что приводит к перерасходу используемого ресурса РВС, повышенному энергопотреблению и, как следствие, излишней стоимости конечного изделия. В связи с этим была предложена новая методика синтеза параллельно-конвейерных программ для РВС, позволяющая находить минимальный аппа-ратный ресурс при заданном времени её решения. Согласно новому подходу, информацион-ный граф задачи необходимо преобразовать таким образом, чтобы синтезируемая вычис-лительная структура обладала требуемой производительностью. Применение новой ме-тодики было проиллюстрировано решением основной вычислительно-сложной задачи мик-росейсмического мониторинга: обратной кинематической задачи сейсморазведки. Была приведена оценка минимальных аппаратных затрат при заданном времени нахождения решения и предложено несколько вариантов конфигураций РВС. Анализ результатов дока-зал эффективность применения нового подхода по сравнению с традиционными методами, на основании чего предлагается использовать новую методику создания параллельно-конвейерных программ для РВС при решении задач реального времени.