Çok İşlemcili Yapılarda Sinyal İşleme Yazılımlarının
Transkript
Çok İşlemcili Yapılarda Sinyal İşleme Yazılımlarının
Çok İşlemcili Yapılarda Sinyal İşleme Yazılımlarının Geliştirilmesi Uygulaması Sinan Doğan, Esra Beyoğlu ASELSAN A.Ş., REHİS Grubu, Ankara 16 Nisan 2009 BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 1 1 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu İçerik • • • • • • Sinyal İşleme Yazılımları Çok İşlemci İhtiyacı Çok İşlemcide Geliştirme Hata Kontrolü Hava Savunma Radarı’nda uygulama Sonuç BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 2 2 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Sinyal İşleme Yazılımları • Filtreleme, FFT, nokta çarpım, matris çarpımı • Az dallanma, çok veri A/D Kargaşa Haritası İşleme Uyumlu Filtreleme Doppler İşleme Eşikleme Takip BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 3 3 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Çok İşlemci İhtiyacı • Yoğun veri – > 100 MB/s • Yoğun işlem – Örnek başına > 100 FLOP – Toplamda > 10 GFLOPS • Gerçek zamanlılık – Düşük gecikme BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 4 4 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Kalite Gerekleri • Verimlilik – Zaman – Kaynak • Taşınabilirlik – Farklı donanımlar • Ölçeklenebilirlik – Benzer radarlar BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 5 5 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Geliştirme Adımları • • • • Donanım seçimi Tek işlemcide gerçekleme Çok işlemcili tasarım Çok işlemcide gerçekleme BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 6 6 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Donanım Seçimi • • • • Çevre koşullarına uygun Küçük hacim Düşük güç Yüksek işlem gücü BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 7 7 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Tek işlemcide gerçekleme • Kodlama – Eniyileme • Az harca, çok kazan • Donanımı iyi tanı • POWERPC açısından: – Altivec (vektör işleme ünitesi) – Önbellek BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 8 8 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Tek işlemcide gerçekleme • Performans ölçümü – Her blok için – Her parametre için BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 9 9 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Çok işlemcili tasarım • İşlemci sayısı belirleme BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 10 10 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Çok işlemcili tasarım • Blokları ayrıştırma – Seri (n,1) Aşama1 Aşama2 – Paralel (1,1) Veri/3 Veri/3 Veri/3 – Ardışık (n,1) Veri 1, 3, 5... Veri 2, 4, 6... BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 11 11 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Çok işlemcili tasarım • Haberleşme Etkisi – İşleme sürelerine yakın – Arayüz bağlantıları önemli BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 12 12 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Çok işlemcili tasarım • Algoritma ayrıştırma – Hangi algoritmalar hangi işlemcilere – Algoritma gruplama Filtreleme Bloğu Kargaşa Haritası İşleme Uyumlu Filtreleme Doppler İşleme Bloğu Doppler İşleme Eşikleme BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 13 13 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Çok işlemcide gerçekleme • Kodlamada eniyileme – Azalan kod miktarına göre – Azalan veri miktarına göre • İşlemci sayısını eniyileme – Performans ölçümü • İşlemci ve haberleşme – Kaynak kullanımına göre değerlendirme BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 14 14 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Hata Kontrolü • Önlemler – Parametre ve veri etiketlendirme – Geniş arabellek kullanımı (buffer) • Hata algılama – Veri etiketi kontrolü – Zaman aşımı kontrolü • Hata bildirme • Hata giderme – Veri akışını anlık durdurma BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 15 15 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu HSR • 3 boyutlu arama ve takip radarı • 12 işlemcili DSP • Aralık 2008’de TSK’ya teslim edildi BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 16 16 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu HSR DSP Mimarisi Dopler İşleme 11 Filtreleme 1 Dopler İşleme 12 Dopler İşleme 13 Dopler İşleme 21 Filtreleme 2 Dopler İşleme 22 Takip 1 Dopler İşleme 23 Takip 2 Dopler İşleme 31 Filtreleme 3 Dopler İşleme 32 Dopler İşleme 33 BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 17 17 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu HSR DSP Konfigürasyon Aracı • İşlem ve haberleşme konfigürasyonu sağlar BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 18 18 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu Sonuç • Gelecek radar projelerinde de kullanılabilecek ölçeklenebilir mimariler tasarlanmıştır. • Güncel donanımların yetenek ve eksikleri öğrenilerek bunlara uygun eniyileme yöntemleri geliştirilmiştir. • Çok işlemcili mimarinin yan etkileri incelenerek, bunlara uygun hata algılama ve önleme yetenekleri geliştirilmiştir. • Farklı karmaşıklıkta sistemlere adaptasyonu hızlandırmak için görsel konfigürasyon araçları hazırlanmıştır. • Geliştirilen yöntemler Hava Savunma Radarı (KALKAN) projesinde başarıyla kullanılmıştır. BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 19 19 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu TEŞEKKÜRLER Sinan Doğan sdogan@aselsan.com.tr BAŞARIM09 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 20 20 Radar, EH ve İstihbarat Sistemleri Grubu