Desenvolvimento de uma plataforma reconfigurável para modelagem 2D, em sísmica, utilizando FPGAS

Abstract

A exploração sísmica é uma técnica exploratória, que tem como objetivos localizar depósitos de minerais, hidrocarbonetos (ex: petróleo e gás natural), e sítios arqueológicos, capturando informações geológicas do ambiente que comporta estes elementos. A maioria das companhias de petróleo apoia‐se na interpretação sísmica para definir os lugares de exploração dos poços. Os métodos sísmicos utilizados na exploração sísmica têm como objetivo gerar uma imagem do terreno que se tem interesse. Esses métodos geralmente requerem sistemas com alto poder computacional, devido à quantidade massiva de dados e de computações necessária para a resolução dos mesmos. A Migração Reversa no Tempo (Reverse Time Migration ‐ RTM) é um método sísmico que resolve a equação de onda assumindo que seus campos de pressão podem se propagar da fonte de ondas sísmicas para os hidrofones, estágio denominado de modelagem, e dos hidrofones para a fonte de ondas sísmicas, o que é definido como migração. O RTM consegue gerar boas imagens em terrenos bastante complexos, porém seu custo computacional é bastante elevado. Sua utilização vem aumentando nos últimos anos, devido a grande melhora no desempenho das CPUs e o surgimento de ambientes de computação paralela, como clusters, GPU, e FPGA. Esta dissertação irá explorar a possibilidade de utilização de FPGAs para realizar a aceleração do problema de modelagem sísmica em 2D, primeiro passo computacional do método RTM. Para realizar essa exploração foi desenvolvida uma plataforma reconfigurável baseada em FPGA que utiliza uma plataforma da GiDEL, denominada PROCe‐III. O sistema a ser apresentado como proposta adota um modelo co‐design, tendo a unidade de software representada por uma CPU e, um FPGA, representando o componente de hardware, como um coprocessador