题目：基于FPGA的PSDM高性能运算阵列的研究与实现

随着油气勘探开发的进一步深入，目前针对勘探结果进行计算处理的PSDM系统的运算规模越来越大，普通的集群并行加速方案已经不能满足勘探的需求，而且集群功耗的急剧增加已经开始成为性能提高的瓶颈。本论文对PSDM计算过程中的耗时环节——“叠加偏移”部分做出了细致的研究，设计了一种完全基于硬件平台的加速方案，并使用Xilinx 的FPGA实现了PSDM硬件加速系统。采用硬件加速后的PSDM系统在运行时间上相比之前的软件系统有了一定的改进，加速比可以达到2.3。最重要的是使用硬件加速系统可以在消耗更少的功耗的情况下达到与软件系统相同的运行效果，这将为速度的进一步提高留出了足够的发展空间。论文的工作主要是分为以下几个部分来进行的：首先，针对PSDM系统的特点及流程做了细致的研究分析，提取了系统的运算类型并给出了量化的比重结果；然后，根据算法分析结果抽象出基础的运算类型并设计了专门用来计算PSDM偏移过程的硬件运算阵列；其次，本文针对软件系统以存储器为中心的计算模型和硬件系统基于阵列流水线的运算模型的差异，设计了全新的访存模型以及存储结构。这种访存模型能够将PSDM的数据输入组织成这种新的结构用来作为运算阵列的输入，这就为运算阵列的实现打下了基础。最后，论文使用Xilinx 的Virtex5系列FPGA实现了整个系统并通过了功能和性能测试，取得了一定的加速比。