一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法技术

本发明专利技术涉及一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法，合理布局GPU kernel函数的网格结构，运行GPU kernel函数，由网格结构中每个块Block的所有线程Thread并行地将待滤波数据从GPU显存读取到GPU共享内存，每个Thread依据线性相位FIR滤波公式计算滤波结果，所有Thread并行计算，将GPU中所有Thread计算结果从GPU显存拷贝至CPU内存，从CPU内存输出FIR滤波器的滤波结果。本发明专利技术充分利用CPU/GPU并行处理的优势，克服目前软件实现FIR滤波计算速度低、占用资源较多的不足，解决了实时处理大数据量高速滤波的难题。

【技术实现步骤摘要】
—种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法
本专利技术涉及一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法，属于数字通信领域。
技术介绍
FIR数字滤波器具有精确的线性相位，可以做成任意频率特性的滤波器，设计方法适应性强，实现起来结构简单，不存在稳定性问题。因此FIR滤波器被广泛应用于数字通信系统中的信号重建、相位均衡、自适应处理、图像处理和随机滤波等领域中。FIR滤波运算主要由移位寄存器、乘法器和加法器来完成。当采用大规模可编程逻辑器件(FPGA)作为FIR数字滤波器的实现载体时，由于FPGA器件的资源有限，因而直接采用乘加电路实现的FIR滤波器的最大阶数是一定的，且计算速度低、占用资源较多，无法满足实时处理要求的缺点。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服目前软件实现FIR滤波计算速度低、占用资源较多的不足，提供一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法，提高了计算效率，减少了大数量滤波的运行时间，实现实时滤波的效果。本专利技术的技术解决方案:提供了一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法。充分利用CPU/GPU并行处理的优势，通过将FIR滤波计算密集的部分交由GPU计算，剩余部分仍由CPU负责计算，提高计算效率。在GPU计算FIR滤波时结合GPU共享内存读取数据的优势实现大数量的高速滤波。具体步骤如下:(I)将CPU内存待滤波的音频/视频数据拷贝至图形处理器GPU显存中；(2)根据步骤(1)待滤波的音频/视频数据量和GPU共享内存大小合理布局GPUkernel函数的网格结构；(3)步骤(2)网格结构中所有线程Thread运行GPU kernel函数,通过多个Thread并行地将步骤(1)中待滤波数据从GPU显存读取到GPU共享内存；(4)每个Thread在步骤(3)共享内存上依据线性相位FIR直接型结构计算FIR滤波器的滤波结果。一个Thread计算一个滤波结果，所有Thread并行计算；(5)将步骤(4)中所有Thread计算出的FIR滤波结果从GPU显存拷贝至CPU内存；(6)从CPU输出FIR滤波器的滤波结果。所述步骤(4)中FIR滤波计算公式为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将CPU内存待滤波的音频/视频数据拷贝至图形处理器GPU显存中；（2）根据步骤（1）待滤波的音频/视频数据量和GPU共享内存大小合理布局GPU内核kernel函数的网格结构；（3）步骤（2）网格结构中所有线程Thread运行GPU kernel函数，通过多个Thread并行地将步骤（1）中待滤波数据从GPU显存读取到GPU共享内存；（4）每个Thread在步骤（3）共享内存上依据线性相位FIR直接型结构计算FIR滤波器的滤波结果，一个Thread计算一个滤波结果，所有Thread并行计算；（5）将步骤（4）中所有Thread计算出的FIR滤波结果从GPU显存拷贝至CPU内存；（6）从CPU输出FIR滤波器的滤波结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于CPU/GPU异构平台的FIR滤波并行实现方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将CPU内存待滤波的音频/视频数据拷贝至图形处理器GPU显存中； (2)根据步骤(1)待滤波的音频/视频数据量和GPU共享内存大小合理布局GPU内核kernel函数的网格结构； (3)步骤(2)网格结构中所有线程Thread运行GPUkernel函数,通过多个Thread并行地将步骤(1)中待滤波数据从GPU显存读取到GPU共享内存...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静温，刘文俊，苏丽，丁兴文，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11