Using a parallel programming model for architectural synthesis

Abstract

To πρόβλημα της αυτόματης δημιουργίας μονάδων υλικό από παραστάσεις υψηλού επιπέδου εφαρμογής είναι στην πρώτη γραμμή της EDA έρευνας κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών. Σε αυτή την διατριβή παρουσιάζουμε μια μεθοδολογία για τη αυτόματη σύνθεση επιταχυντές υλικού από εφαρμογές OpenCL. OpenCL είναι ένα πρόσφατο πρότυπο για τη σύνταξη των προγραμμάτων που εκτελούνται σε πλατφόρμες πολλαπλών πυρήνων και επιταχυντές όπως GPUs. Η μεθοδολογία μας μετατρέπει προγράμματα OpenCL σε επιταχυντές υλικού με βάση αρχιτεκτονικά πρότυπα που ρητά αποσυνδέει τους υπολογισμούς από την μεταφορά δεδομένων από/προς την μνήμη όποτε αυτό είναι δυνατό. Τα πρότυπα μπορούν να συντονιστούν ώστε να παρέχουν ένα ευρύ ρεπερτόριο από επιταχυντές που πληρούν τις απαιτήσεις απόδοσης των χρηστών και τα χαρακτηριστικά της συσκευής FPGA. Επιπλέον ένα σύνολο υψηλής και χαμηλής στάθμης βελτιστοποιήσεις μεταγλωττιστή εφαρμόζεται για να παράγει βελτιστοποιημένα επιταχυντές. Η πειραματική αξιολόγηση δείχνει ότι οι επιταχυντές που δημιουργούνται αποτελεσματικά συντονισμένοι για να ταιριάζει με το μοτίβο πρόσβασης στην μνήμη κάθε εφαρμογής και την υπολογιστική πολυπλοκότητα και να επιτύχουν τις απαιτήσεις απόδοσης των χρηστών. Ένας σημαντικός στόχος του εργαλείου μας είναι η επέκταση της βάσης χρηστών πλατφόρμες FPGA για μηχανικούς λογισμικού ώστε να γίνει ανάπτυξη FPGA συστήματα από μηχανικούς λογισμικού χωρίς την ανάγκη για εμπειρία σχεδιασμού υλικού.