FPGA在OCD系統(tǒng)中模擬算法的加速應(yīng)用.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝水平的進(jìn)步，有效的測量方法也是半導(dǎo)體加工中的關(guān)鍵一步?，F(xiàn)在的芯片尺寸越來越小，傳統(tǒng)的電子顯微鏡等方法已經(jīng)受到限制。因此OCD（光學(xué)關(guān)鍵尺寸）技術(shù)被廣泛應(yīng)用。OCD技術(shù)是利用了光衍射方法，它并不是直接將芯片結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，而是根據(jù)電磁算法，由計(jì)算間接的得到芯片的關(guān)鍵尺寸。
　　在OCD系統(tǒng)中，有較復(fù)雜的電磁計(jì)算，其計(jì)算量比較大，而對測量的結(jié)構(gòu)我們需要實(shí)時(shí)的回歸分析，因此計(jì)算速度就顯得很重要。我們采用了優(yōu)化算法和硬件加速的手段

2、提高模擬算法的運(yùn)算速度。在硬件加速過程中，F(xiàn)PGA是非常好的選擇。在高性能可重構(gòu)計(jì)算中，把FPGA作為通用處理器的協(xié)同處理器已經(jīng)有多年的研究。我們可以根據(jù)模擬算法的特性和FPGA的架構(gòu)特點(diǎn)，將算法中適合進(jìn)行流水線和并行處理的部分在FPGA實(shí)現(xiàn)，而程序的主要過程在通用處理器上實(shí)現(xiàn)，這樣就可以提高其整體的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了硬件加速的目的。
　　本文研究的主要內(nèi)容是FPGA在OCD系統(tǒng)中模擬算法中的加速應(yīng)用。文章首先對FPGA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了

3、探討，分析了它作為硬件加速的優(yōu)勢及缺點(diǎn)。其次對OCD系統(tǒng)中的模擬算法進(jìn)行簡要分析，得出算法的主要計(jì)算部分，也就是需要對其進(jìn)行加速部分。本文的重點(diǎn)在于對矩陣計(jì)算的分析和矩陣乘法及LU分解在FPGA上的實(shí)現(xiàn)過程。通過對矩陣算法的分析，設(shè)計(jì)了在FPGA上不定階單精度浮點(diǎn)數(shù)矩陣的結(jié)構(gòu)，并給出了執(zhí)行效果。文章最后給出了FPGA與PC通過PCI Express的通信過程，測出了這種通信方式的傳輸速度，給出了FPGA上的乘法和LU分解與在CPU上采用