研发速递-博匠面向昇腾生态,推出信号处理系列算子适配与加速方案

随着处理带宽和通道数的持续增长,传统CPU/DSP平台已难以满足实时吞吐需求和生态发展诉求。将信号处理算法迁移至NPU平台,又面临运行时适配、内存管理等工程壁垒——不仅需要"有算力",更需要"用得起来、用得顺手"。针对这一需求,博匠信息推出面向昇腾生态的信号处理系列算子适配与加速方案(信号处理应用集成系统),将信号处理常用算子适配至昇腾NPU,提供从算子加速、工程化集成到精度验证与性能分析的端到端能力。

一、五大核心算子NPU加速,解决"算得慢"的难题

信号处理应用集成系统将DDC、FFT、IFFT、Resample和一维相关五类算子全部适配至昇腾NPU。FFT支持512/4096/16384/65536点一维复数变换:4k×8k点二维FFT,NPU耗时从CPU的1.706秒降至0.018秒,吞吐量从19.67 MPts/s提升至1725.22 MPts/s。IFFT与FFT共享点数与数据类型,输出采用除以N的归一化定义,与Matlab ifft一致。

DDC支持载频搬移、低通FIR滤波及降采样,本振生成与复数乘法可融合为Ascend C算子,Resample实现p/q倍有理采样率转换。一维相关支持full、same、valid三种模式,短序列用共轭反转加卷积,长序列用FFT加共轭乘加IFFT。

二、全封装工程化集成,解决"上手难"的难题

将信号处理算法部署到NPU,需面对运行时管理、内存管理、后端适配等大量底层工作。信号处理应用集成系统将这些工程环节全部封装在算子内部:运行时自动完成ACL初始化、设备绑定和上下文创建;内存统一处理Host/Device分配与缓冲区复用;后端根据配置自动选择SiP或Ascend C实现;数据类型统一支持float32和complex64,复数存储方式由适配层自动转换。业务团队无需感知底层细节,即可完成算子部署。

三、内置精度验证与测试支撑,解决"验不准"的难题

信号处理应用集成系统每类算子均配套测试功能,支持客户在实际业务场景中直接验证精度。FFT/IFFT测试输出计算结果、幅度频谱图和运行时间,并读取Matlab参考数据按复数RMSE公式计算偏差。以一段0.85ms时域信号为例,经信号处理应用集成系统分析可输出相关数据。四合一分析图(时域波形 + FFT全频段幅值谱 + 低频段放大谱 + Welch功率谱密度)如下:

四、可度量的性能分析,解决"测不清"的难题

信号处理应用集成系统内置高精度单调时钟计时组件,区分纯计算时间和端到端时间,支持预热次数、执行次数和统计方式配置,可输出单次、平均及P50/P95时间,为工程选型提供完整基准数据。

五、适配双芯片、落地双平台,解决"落不了地"的难题

算子加速解决了"能不能算"的问题,算力还需依托物理载体才能走向应用现场。信号处理应用集成系统基于CANN运行时、ACL接口和Ascend C编程模型开发,天然适配昇腾310P与910B双芯片。基于两款芯片,博匠推出两款硬件平台:

1、便携式智力工厂Mentor Homin搭载昇腾NPU,提供不低于500 TOPS FP8算力,适配便携式边缘推理场景。

2、边端高算力智算通算一体机集成2个飞腾S5000C通用计算模块与8个NPU模块,支持310P与910B灵活配置,面向恶劣边端环境提供加固算力。两款硬件平台可按任务规模灵活选择部署形态。

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