用现场可编程门阵列求解三对角线性系统

在本文中，我们介绍了一个探索将现场可编程门阵列（FPGA）用作科学计算协处理器的项目的成果。我们为多个三对角线性系统的流水线求解设计了一个自定义电路。该设计非常适合需要许多独立三对角系统解的应用，例如求解偏微分方程的有限差分方法或使用三次样条插值的应用。选定的求解器算法是三对角矩阵算法（TDMA或托马斯算法）。我们的求解器支持用户指定的精度，同时使用了支持加法、减法、乘法和除法的自定义浮点VHDL库。在仿真模式下测试了可变精度TDMA解算器的正确性。使用简化的求解器模型在硬件上成功测试了TDMA管道。还讨论了实现的细节、限制和未来的工作。