基于低误差并行计算加速的OFDR实时处理技术
摘要
针对光频域反射计（OFDR）数据处理量大、实时性差的缺点，提出了一种基于低误差并行计算加速的OFDR数据处理结构，并采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）实现该结构，以满足高精度OFDR系统有效数据的实时处理需求。将OFDR数据处理过程分为可直接实时处理与难以实时处理部分。针对前者，提出了带有双门限比较器的扫频非线性校正算法，以降低重采样误差；针对后者，使用乒乓操作与并行计算加速数据处理，并根据FPGA的计算特点设计了一种具有动态精度的旋转因子，以便在保证计算无溢出的情况下取得最小的计算误差。在实验室搭建了测试系统，该系统的空间分辨率优于0.82 mm，测试长度在74.5 m以上，长度测试误差小于0.3 mm。测试结果显示：该系统的计算误差减小至10-7，相比固定精度下的10-5减小了2个数量级；数据处理速度是计算机的11倍以上，在有效处理点数大于3000的情况下实现了20 frame/s的实时处理，验证了该系统可以有效加速OFDR的数据处理过程。
引用本文（GB/T 7714）
帅禄玮 Shuai Luwei, 张柳欣 Zhang Liuxin, 叶蕾 Ye Lei, 等. 基于低误差并行计算加速的OFDR实时处理技术[J]. Chinese Journal of Lasers, 2024.
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