Найти

Результаты поиска

• ПРИМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

  А.О. Касьянов , М.В. Потипак

  2024-08-12

  Аннотация ▼

  Настоящая статья посвящена разработке энергоэффективных реализаций алгоритмов
  цифровой обработки сигналов в многоканальном радиолокаторе с пространственным разнесением
  передающих и приемных групп антенных элементов для оценки параметров целей на вычислителях
  с различной архитектурой. В соответствие общемировой тенденцией рассматривается возмож-
  ность применения вычислителей с параллельной архитектурой для цифровой обработки широко-
  полосных радиолокационных сигналов. Авторами предложена реализация процедуры обработки
  отраженного сигнала многоканального радиолокатора с пространственным разнесением пере-
  дающих и приемных групп антенных элементов с использованием технологии общих вычислений на
  графических картах (GPGPU). Проведена оценка производительности разработанного решения
  на различных GPU с разной микроархитектурой. Предложен критерий оценки производительно-
  сти алгоритма обработки в виде отношения пропускной способности алгоритма к пиковой про-
  пускной способности памяти вычислителя. Проведена численная оценка эффективности исполь-
  зования пропускной способности памяти вычислителя разработанного алгоритма в сравнении с
  известными реализациями на GPU. Целью работы является обнаружение и оценка параметров
  целей в реальном масштабе времени с помощью многоканального радиолокатора с пространст-
  венным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов, используя доступный на
  рынке вычислитель с минимально возможными массогабаритными характеристиками. Для дос-
  тижения поставленной цели исследований решены задачи: – выбора и адаптации алгоритмов,
  позволяющих проводить оценку параметров целей в многоканальном радиолокаторе с простран-
  ственным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов; – реализации выбран-
  ных алгоритмов с учетом архитектуры вычислителя, позволяющих проводить оценку фоновоце-
  левой обстановки в реальном масштабе времени; – оценки производительности полученного ре-
  шения. В процессе разработки алгоритма цифровой обработки сигнала многоканальным радиоло-
  катором с пространственным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов
  проведен анализ нескольких вариантов реализации алгоритма с учетом архитектуры параллельно-
  го вычислителя, что позволило выполнить обработку кадра радиоизображения, состоящего из
  8 млн. комплексных отсчетов, за время менее 50 мс. на графическом процессоре NVIDIA Jetson
  AGXXavier. Показана обратная зависимость времени обработки кадра от величины пиковой про-
  пускной способности памяти GPU. Предложен критерий оценки производительности алгоритма
  обработки. Проведена численная оценка эффективности использования пропускной способности
  памяти вычислителя разработанного алгоритма в сравнении с известными реализациями на GPU.
  Выигрыш разработанного алгоритма составляет в среднем 5 раз по сравнению с результатами,
  полученными другими авторами. По сравнению с ПЛИС реализация двумерного БПФ на GPU ока-
  зывается в 17 раз быстрее. Практическая значимость разработанного авторами функционально-
  го программного обеспечения не налагает никаких ограничений на количество приемных и пере-
  дающих каналов и может быть использовано для обработки сигналов в многоканальных радиоло-
  каторах с пространственным разнесением передающих и приемных групп антенных элементов с
  большим количеством каналов.