随着半导体工艺水平的进步，有效的测量方法也是半导体加工中的关键一步。现在的芯片尺寸越来越小，传统的电子显微镜等方法已经受到限制。因此OCD（光学关键尺寸）技术被广泛应用。OCD技术是利用了光衍射方法，它并不是直接将芯片结构呈现，而是根据电磁算法，由计算间接的得到芯片的关键尺寸。在OCD系统中，有较复杂的电磁计算，其计算量比较大，而对测量的结构我们需要实时的回归分析，因此计算速度就显得很重要。我们采用了优化算法和硬件加速的手段提高模拟算法的运算速度。在硬件加速过程中，FPGA是非常好的选择。在高性能可重构计算中，把FPGA作为通用处理器的协同处理器已经有多年的研究。我们可以根据模拟算法的特性和FPGA的架构特点，将算法中适合进行流水线和并行处理的部分在FPGA实现，而程序的主要过程在通用处理器上实现，这样就可以提高其整体的运行效率，实现了硬件加速的目的。本文研究的主要内容是FPGA在OCD系统中模拟算法中的加速应用。文章首先对FPGA的结构进行了探讨，分析了它作为硬件加速的优势及缺点。其次对OCD系统中的模拟算法进行简要分析，得出算法的主要计算部分，也就是需要对其进行加速部分。本文的重点在于对矩阵计算的分析和矩阵乘法及LU分解在FPGA上的实现过程。通过对矩阵算法的分析，设计了在FPGA上不定阶单精度浮点数矩阵的结构，并给出了执行效果。文章最后给出了FPGA与PC通过PCI Express的通信过程，测出了这种通信方式的传输速度，给出了FPGA上的乘法和LU分解与在CPU上采用MKL库运算速度对比。