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随着信息技术的迅猛发展，在国民经济各领域对信息处理能力的要求也越来越高，尤其是高性能计算方面的需求快速增长。在实践中，由于受到物理元器件极限速度和技术水平的限制，单个的处理器远远不能满足现代许多领域中具有挑战性的大规模计算课题对计算资源的需求。各种高性能计算平台步入了人们的生活中，FPGA从简单的胶合逻辑控制器发展到性能很高的可编程架构，利用其强大的并行计算的特性开始步入了高性能计算平台的队伍，它已经被广泛的应用于图像处理、生物信息、计算机科学、航天等各个领域。
本论文首先介绍了FPGA的基本结构及特点，及相关开发工具。在此基础上，采用Altera公司的EP3C120构建了基于FPGA的蒙特卡罗模拟9路围棋系统和二维Ising模型的蒙特卡罗模拟系统。蒙特卡罗模拟9路围棋系统实现了3-5层alpha-beta最大最小树搜索，其中三层为全搜索，四层和五层为选择性搜索。选择性搜索候选点由计算机上计算得出，传给FPGA。整个系统通过仿真实现和验证，在搜索速度上与单机上实现相比得到了171倍的提高，智力上与GNU G03.8进行比较，得到了与其相当的棋力，这也验证了brute force在围棋游戏的适用性。二维Ising模型的蒙特卡罗模拟系统模拟了24*24的平均磁矩随温度变化的曲线，得到了与理论解符合的结果。整个实现过程利用模式匹配和并行算法相比于单机上所实现的提高了750倍。两个系统的实现充分体现了FPGA在并行计算的优势与潜力。