一种基于FPGA的高阶波动方程求解方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的高阶波动方程求解方法，本发明专利技术针对FPGA设备应用，与以往使用CPU，GPU等冯诺依曼架构计算单元相比，FPGA具有更高的可定制性，以及更高的并发性。FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数不足的问题。FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元，FPGA具有布线资源丰富，可重复变成，集成度高等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的高阶波动方程求解方法
本专利技术涉及石油勘探、地质成像领域，具体是一种在地质成像过程中基于FPGA的高阶波动方程求解方法。
技术介绍
随着油气田勘探程度的不断深化,普通易探明油气田几乎没有剩余，但油气资源又是现代工业所必须产品，故只能向结构复杂地域、海洋进行探索。现有呈像方法多使用克希霍夫射线法来进行呈像处理，此方法对盐下构造、复杂地质构造探照度不够，从而使用逆时偏移(RTM)方法来对地下地质结构进行呈像。这是一种基于波动方程在时间-空间域用高阶差分方方程求解声波偏微分方程的呈像方法，此方法可以真实的模拟波在地下的传播过程，无倾角限制，适合海洋及复杂地质结构，在复杂三维结构呈像方面有明显优势，呈像精度较射线法更高。在油气地质勘探过程中使用逆时偏移方法进行呈像涉及到对波动方程的求解，此过程计算量巨大，现有技术方案使用的为GPU加速卡进行多核多线程，相较于传统使用CPU计算有较大的提升。但在现今阶段GPU加速卡价格昂贵且功耗高，现有方案均是通过调用NVIDIA公司发布CUDA平台对高阶差分方法波动方程进行求解，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的高阶波动方程求解方法，其特征在于，将三维双程波动方程降为三个一维方程进行求解即分解成x,y,z三个分量，求解主体为波动方程的差分方程求解方式，所述基于FPGA的高阶波动方程求解方法包括：/nS101：将需要计算的点坐标数据从硬盘或其他存储介质中传入FPGA内存中，FPGA芯片将数据从内存中读取到芯片内部；/nS102：将传至芯片内部的数据按照顺序进行组合计算，按照差分方程计算公式，需读取P(i,j,k,n)，p(i,j,k,n-1)，p(i-1,j,k,n)、p(i+1,j,k,n)，p(i-2,j,k,n)、p(i+2,j,k,n),...,p(i-m,j,k,n)、p...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的高阶波动方程求解方法，其特征在于，将三维双程波动方程降为三个一维方程进行求解即分解成x,y,z三个分量，求解主体为波动方程的差分方程求解方式，所述基于FPGA的高阶波动方程求解方法包括：
S101：将需要计算的点坐标数据从硬盘或其他存储介质中传入FPGA内存中，FPGA芯片将数据从内存中读取到芯片内部；
S102：将传至芯片内部的数据按照顺序进行组合计算，按照差分方程计算公式，需读取P(i,j,k,n)，p(i,j,k,n-1)，p(i-1,j,k,n)、p(i+1,j,k,n)，p(i-2,j,k,n)、p(i+2,j,k,n),...,p(i-m,j,k,n)、p(i+m,j,k,n)，p(i,j-1,k,n)、p(i,j+1,k,n)，p(i,j-2,k,n)、p(i,j+2,k,n),...,p(i,j-m,k,n)、p(i,j+m,k,n)，p(i,j,k-1,n)、p(i,j,k+1,n)，p(i,j,k-2,n)、p(i,j,k+2,n),...,p(i,j,k-m,n)、p(i,j,k+m,n)和对应的v(i,j,k)处的速度场值，m为所计算阶数M/2，M均为偶数；
S103：将对应值乘以对应差分系数进行相加，a等于w0乘以P(i,j,k,n)加上w1乘以p(i-1,j,k,n)加上p(i+1,j,k,n)的和，b等于w2乘以p(i-2,j,k,n)加上p(i+2,j,k,n)的和，...,c等于Wm乘以p(i-m,j,k,n)加上p(i+m,j,k,n)的和,d等于w0乘以P(i,j,k,n)加上w1乘以p(i,j-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雨豪，田志明，
申请(专利权)人：上海雪湖科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31