elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Gaussian Belief Propagation on a Field-Programmable Gate Array for Solving Linear Equation Systems

Wiedemann, Thomas und Spengler, Julian (2021) Gaussian Belief Propagation on a Field-Programmable Gate Array for Solving Linear Equation Systems. Electronics. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/electronics10141695. ISSN 2079-9292.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Kurzfassung

Solving Linear Equation System (LESs) is a common problem in numerous fields of science. Even though the problem is well studied and powerful solvers are available nowadays, solving LES is still a bottleneck in many numerical applications concerning computation time. This issue especially pertains to applications in mobile robotics constrained by real-time requirements, where on-top power consumption and weight play an important role. This paper provides a general framework to approximately solve large LESs by Gaussian Belief Propagation (GaBP), which is extremely suitable for parallelization and implementation in hardware on a Field-Programmable Gate Array (FPGA). We derive the simple update rules of the Message Passing Algorithm for GaBP and show how to implement the approach efficiently on a System on a Programmable Chip (SoPC). In particular, multiple dedicated co-processors take care of recurring computations in GaBP. Exploiting multiple Direct Memory Access (DMA) controllers in scatter-gather mode and available arithmetic logic slices for numerical calculations accelerate the algorithm. Presented evaluations demonstrate that the approach does not only provide an accurate approximative solution of the LES. It also outperforms traditional solvers with respect to computation time for certain LESs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143272/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Gaussian Belief Propagation on a Field-Programmable Gate Array for Solving Linear Equation Systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wiedemann, ThomasThomas.Wiedemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spengler, JulianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Juli 2021
Erschienen in:Electronics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.3390/electronics10141695
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2079-9292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:field-programmable gate array; solver for linear equation system; Gaussian belief propa-gation; factor graph; message passing; hardware acceleratio
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Navigation 4.0
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Wiedemann, Thomas
Hinterlegt am:22 Jul 2021 17:37
Letzte Änderung:22 Jul 2021 17:37

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.