| 基于FPGA的分子动力学模拟匹配单元设计 |
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| 引用本文： | 王鑫,刘炫.基于FPGA的分子动力学模拟匹配单元设计[J].计算机测量与控制,2022,30(6):203-209. |
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| 作者姓名： | 王鑫 刘炫 |
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| 作者单位： | 1. 江南大学 教育部轻工过程先进控制重点实验室; 2. 江苏省未来网络创新研究院, |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(61703185)；高等学校学科创新引智计划项目(B12018)；未来网络科研(FNSRFP-2021-YB-11)。 |
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| 摘 要： | 为减少分子动力学模拟中短程力计算的时间消耗，设计并实现基于现场可编程门阵列的分子动力学模拟匹配单元。理论上，分析了分子动力学模拟中粒子间作用力的物理规律，提出两种满足短程力计算要求的粒子对的筛选方法：偏序法和平面法。技术上，使用新兴的硬件描述语言SpinalHDL，在Xilinx Virtex UltraScale+ HBM VCU128 FPGA板卡上实现了匹配单元。最后，将硬件测试结果与理论结果进行对比，验证了匹配单元可以有效过滤掉对短程力计算没有贡献的粒子对。同时对使用偏序法、平面法和使用直接计算法两种不同情况下的资源消耗进行对比分析，表明使用偏序法、平面法可以节省系统70%的DSP资源。
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| 关 键 词： | 分子动力学 现场可编程门阵列 匹配单元 并行计算 短程力 |
| 收稿时间： | 2021/12/2 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/12/31 0:00:00 |
Design of Match Units for Molecular Dynamics Simulations Based on FPGA |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | molecular dynamics FPGA match unit parallel computing rang-limited force |
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