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J-GLOBAL ID：201402207205807972   整理番号：14A0453241

ディジタルHuygensモデルに基づく2次元音場ソルバの設計と実現

Design and implementation of a two-dimensional sound field solver based on the Digital Huygens’ Model

著者 (6件)： YIYU Tan (Res. Centre for Advanced Computing Infrastructure, Japan Advanced Inst. of Sci. & Technol., JPN) ,  INOGUCHI Yasushi (Res. Centre for Advanced Computing Infrastructure, Japan Advanced Inst. of Sci. & Technol., JPN) ,  SATO Yukinori (Res. Centre for Advanced Computing Infrastructure, Japan Advanced Inst. of Sci. & Technol., JPN) ,  OTANI Makoto (Fac. of Engineering, Shinshu Univ., JPN) ,  IWAYA Yukio (Fac. of Engineering, Tohoku Gakuin Univ., JPN) ,  TSUCHIYA Takao (Fac. of Sci. and Engineering, Doshisha Univ., JPN)
資料名： Microprocessors and Microsystems  (Microprocessors and Microsystems)
巻： 38  号： 3  ページ： 216-225  発行年： 2014年05月 
JST資料番号： H0781A  ISSN： 0141-9331  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 音場解析は複雑かつ計算集中的である。本稿では,ディジタルHuygensモデル(DHM)に基づく2次元音場ソルバを設計し,FPGAによって実現した。この音場ソルバでは,オリジナルのDHMとその境界条件を拡張し,演算とハードウェア資源消費を削減している。その計算を局所的に完結させて,外部メモリアクセスを回避している。長さと幅が1.2mの2次元空間において,境界が固い壁の場合,FPGAベース解析システムは,オリジナルDHMおよび標準リープフロッグ有限差時間領域(SLF-FDTD)に基づくソフトウェアシミュレーションのそれぞれとの比較でパフォーマンスを44倍から217倍まで,37倍から179倍まで向上させる。汎用グラフィック処理ユニット(GPGPU)”Tesla C1060”と比較した場合,同システムは,計算に関して1223倍,時間ステップが20000のケースにおける全体パフォーマンスに関して114倍のスピードアップを実現する。ノードスケールが異なり,計算時間ステップが32000の場合,FPGAベース音場ソルバは,オリジナルDHMおよびSLF-FDTDに基づくソフトウェアシミュレーションのそれぞれとの比較で,計算に関して1795倍および1190倍程度の高速化,最終パフォーマンスに関して218倍および179倍の向上を実現する。さらに,提案システムは,高いデータスループットを提供すると共に,リアルタイムアプリケーションへの応用が容易である。Copyright 2014 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： 解析 ,  数値計算 ,  高速アルゴリズム ,  *FPGA ,  専用プロセッサ ,  スループット ,  *数値解析 ,  *音響分析 ,  音場解析 ,  GPGPU
準シソーラス用語： Huygensモデル ,  音響解析

分類 (2件)： ディジタル計算機ハードウェア一般  (JC04010C) ,  数値計算  (JE02000J)

タイトルに関連する用語 (6件)： ディジタル ,  モデル ,  2次元 ,  音場 ,  ソルバ ,  設計