TY - JOUR JF - mdrsjrns JO - Modares Mechanical Engineering VL - 17 IS - 1 PY - 2017 Y1 - 2017/3/01 TI - Evaluation of FPGA hardware as a new approach for accelerating the numerical solution of the Laplace problem TT - ارزیابی قابلیت سخت‌افزار FPGA به‌عنوان راهکاری جدید در تسریع محاسبات عددی حل مساله لاپلاس N2 - امروزه کاهش زمان محاسبات عددی از چالش‌های اصلی در شبیه‌سازی مسایل واقعی سیالاتی به‌شمار می‌رود. حل عددی معادلات دیفرانسیل در بستر سخت‌افزارهای سنتی مانند سی.پی.یو و جی.پی.یو. براساس پیاده‌سازی نرم‌افزاری هستند. در این مقاله قابلیت سخت‌افزار اف.پی.جی.ای به‌عنوان راهکاری جدید برای حل عددی معادلات دیفرانسیل در دینامیک سیالات محاسباتی ارزیابی شده‌است. سخت‌افزاری اف.پی.جی.ای می‌تواند حل معادلات را از حالت سری خارج کرده و موازی‌سازی آن‌ها را براساس پیاده‌سازی سخت‌افزاری انجام ‌دهد. اف.پی.جی.ای یک مدار تجمعی از بلوک‌های منطقی است و طراحی آن به شکلی انجام شده است که ساختار آن (عملکرد بلوک‌های منطقی و اتصالات و سیم‌کشی بین آن‌ها) بعد از تولید سخت‌افزار، قابل پیکربندی دوباره است. به این ترتیب می‌توان مدار‌های بسیار پیچیده را با استفاده از برنامه‌ریزی این سخت‌افزار با اهداف مختلف تولید کرد. برای قابلیت‌سنجی این سخت‌افزار، حل عددی معادله لاپلاس به‌عنوان نمونه‌ای از مسایل سیالاتی روی یک اف.پی.جی.ای خاص پیاده‌سازی شده و نتایج حل عددی آن با نتایج گرفته‌شده از برنامه‌ی کامپیوتری روی سی.پی.یو مقایسه شده‌است. نتایج محاسبات حاکی از تسریع حدود چهار برابر برای دقت مضاعف و تسریع تا بیست برابر برای دقت تکی در مقایسه با حل روی سخت‌افزار سی.پی.یو است به‌گونه‌ای که دقت حل نیز کاهش پیدا نکرده است. برای تعیین درستی نتایج از نظر زمان و دقت، از حل‌های عددی و تحلیلی مختلفی استفاده شده است. SP - 67 EP - 74 AU - Ebrahimi, Abbas AU - Zandsalimy, Mohammad AD - KW - FPGA KW - CFD KW - Reconfigurable Hardware KW - Hardware Definition Language KW - Accelerating Numerical Solutions UR - http://mme.modares.ac.ir/article-15-2019-fa.html ER -