FPGA Based Acceleration of Matrix Decomposition and Clustering Algorithm Using High Level Synthesis

FPGAs have shown great promise for accelerating computationally intensive algorithms. However, FPGA-based accelerator design is tedious and time consuming if we rely on traditional HDL based design method. Recent introduction of Altera SDK for OpenCL (AOCL) high level synthesis tool enables developers to utilize FPGA’s potential without long development time and extensive hardware knowledge. AOCL is used in this thesis to accelerate computationally intensive algorithms in the field of machine learning and scientific computing. The algorithms studied are k-means clustering, k-nearest neighbour search, N-body simulation and LU decomposition. The performance and power consumption of the algorithms synthesized using AOCL for FPGA are evaluated against state of the art CPU and GPU implementations. The k-means clustering and k-nearest neighbor kernels designed for FPGA significantly out-performed optimized CPU implementations while achieving similar or better power efficiency than that of GPU

Aplicaciones e innovación de la ingeniería en ciencia y tecnología

El mundo ha avanzado con la llegada de la ciencia y tecnología desde los diversos campos que la conforman con una visión de innovación involucrando a la sociedad y así satisfacer las necesidades que se han convertido en una problemática para el campo científico. El camino para llegar a un concepto de ciudades inteligentes, por ejemplo, puede conjugar varias aristas que dan cuenta de un aporte de diversas competencias y destrezas por parte de la comunidad científica. De esta manera, podemos encontrar aportes en redes eléctricas inteligentes, servicios de comunicación masiva, aprovechamiento de los recursos hídricos, análisis de ondas sísmicas, manejo de datos en la nube o la interpretación de imagen para aplicaciones médicas, cumpliendo así una vasta demanda de oportunidades para la generación de nuevo conocimiento que aplica la ciencia y tecnología en favor de la sociedad. Este libro es una recopilación de artículos científicos del área de Ciencia y Tecnología de la Universidad Politécnica Salesiana, trabajo presentado desde las ingenierías: Civil, Electricidad, Electrónica y Automatización, Computación, Telecomunicaciones y Mecatrónica