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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；在技术上使用新兴的硬件描述语言SpinalHDL,在Xilinx VirtexUltraScale+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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