北京和峰科技有限公司邱金栋获国家专利权
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龙图腾网获悉北京和峰科技有限公司申请的专利基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119966380B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510444343.5,技术领域涉及:H03H17/02;该发明授权基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现方法是由邱金栋;葛玉莹设计研发完成,并于2025-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现方法在说明书摘要公布了:本申请涉及数字信号处理领域,公开了基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现方法:通过分析系数对称性减少冗余计算,优化乘法器配置;设计时序调度模型动态调度资源,避免计算冲突;结合负载预测与实时调度,通过自适应资源分配算法根据负载变化动态调整计算资源,有效提高计算效率并降低功耗;基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现系统:乘法器资源管理模块,负载预测模块以及调度优化模块。本发明通过结合滤波器系数对称性分析、时序调度、负载预测和自适应资源分配算法,优化了乘法器配置,显著提高了硬件资源利用率和计算效率;相比现有技术,本发明有效减少了功耗,灵活应对负载波动,确保系统高效运行并提高能源效率。
本发明授权基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现方法在权利要求书中公布了:1.基于FPGA的一种节省运算资源的滤波器的实现方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、分析滤波器的系数的对称性,识别系数对称性部分,并通过对称性减少冗余的乘法运算; S2、基于对称性,将滤波器计算过程中数据的计算结果通过共享计算路径得到,从而减少所需的乘法器数量; S3、设计时序调度模型,分析输入数据流的时序特性,动态调度乘法器的工作,以避免计算冲突并复用乘法器; 时序调度模型通过调度矩阵St,i来控制乘法器i在时刻t是否激活,其中St,i∈{0,1},在每个时钟周期内只有一个乘法器被激活; 时序调度模型的目标函数为: 其中,St,i表示在时钟周期t内,乘法器i是否被激活,激活,则St,i=1,否则St,i=0;T为总计算周期,即滤波器计算所需的时钟周期数;N为使用的乘法器数量; S4、根据输入数据流的变化预测系统负载,使用负载预测模型调整乘法器配置,通过最优调度算法进行资源分配; 负载预测模型基于输入数据流的密度函数fxt和计算量i,t进行负载预测,负载预测公式为: 其中,Lt表示在时刻t的系统负载,fxt表示在时刻t输入数据流的密度函数的变化量,xt是在时刻t传输的数据流量;表示在时刻t所有乘法器的总计算量的加权和,α是加权系数,用于调整计算量对总负载的影响,计算量i,t表示在时刻t乘法器i处理的计算量,N是乘法器的数量; 最优调度算法通过求解以下优化问题来动态调整资源分配: 其中,Pi,t表示乘法器i在时刻t的功耗;T表示滤波器计算过程中的总时钟周期数;N表示系统中使用的乘法器数量;Lt表示系统在时刻t的总负载;最大负载t表示在时刻t系统允许的最大负载; S5、结合负载预测和实时调度,通过自适应资源分配算法动态调整乘法器配置,使得系统能够根据负载变化调整计算资源。
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